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检测传感技术

国外研发超精确传感器可测量小于原子宽度的形

作者:admin 发布时间:2020-02-05 01:00

  据埃因霍温科技大学报道,电气工程师斯特凡诺斯·安德鲁(Stefanos Andreou)筑制了一种杰出的传感器,其无误度小于原子巨细。

  据埃因霍温科技大学报道,电气工程师斯特凡诺斯·安德鲁(Stefanos Andreou)筑制了一种杰出的传感器,其无误度小于原子巨细。

  为了使盘算机速率更疾,需求更小的芯片,出生于塞浦途斯的博士生安德鲁筑制了一个传感器,操纵该传感器可能衡量小于原子宽度的形变。光刻机创筑商阿斯麦(ASML)也许可能利用这项技艺来进步其机械的精度。

  利用ASML的最新极紫外光刻机,坐褥出的盘算机芯片其细节尺寸不高出几纳米,当商量到一毫米相当于一百万纳米时,这绝非易事。像如许的芯片上的电途是利用光刻技艺坐褥的:借助紫外线将图案蚀刻到硅片上。因为芯片坐褥需求正在相互之上堆叠众个图案,于是硅片(坐褥中称为晶圆)的定位需求非凡无误。

  安德鲁疏解说,假使是最细微的晶圆变形也会惹起题目,“这些晶圆实践上非凡坚硬,不过因为受到重力的效率使它们略微变形。对这种变形的衡量使ASML有时机以某种或其他方法对其举办赔偿,然后取得了坐褥以至更小的芯片的也许性。” 这促使塞浦途斯人以此举动他的博士学位课题。安德鲁勉力于计划一种基于玻璃纤维的特别传感器,该传感器可以衡量每米大约1纳米的变形。

  这种超高精度传感器的道理是,可能以非凡高的精度衡量激光频率的过错(一种被称为“光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)”的道理),这种玻璃纤维通过了众种统治,看待非凡特定的颜色(颜色既光的频率)的光变得不透后。这个谐振频率依赖于纤维被拉伸的水平。

  安德鲁疏解说,光纤布拉格光栅可能使用于光刻机中的运动部件,用来衡量晶圆的变形。正在硕士生罗尔·范德宗(Roel van der Zon)的协助下,安德鲁正在试验室中测试了基于这种光纤布拉格光栅传感器的衡量体系。“实践上,ASML需求数十个如许的传感器,但这没题目:它们可能便宜坐褥而且简直没有重量。”

  安德鲁博士生指出,他们到达的每米5纳米的精度意味着正在传感器标准上(长度仅为几厘米)中,可能衡量几十皮米(picometer,10^-12米)的变形。比原子的直径还小,然而,正在到达这种不也许的切确性之前,务必处分很众题目。

  此中最首要的是,需求前辈的太平技艺来确保由安德鲁利用的激光具有确切的频率,这种激光由Smart Photonics坐褥的光子芯片出现。最大的离间是如许的,即传感器的共振频率不但取决于变形,还取决于温度。安德鲁疏解说。“这种影响实践上要大得众, 当温度转移千分之一摄氏度时,它将导致衡量过错,相当于每米变形10纳米。”

  为了赔偿不行避免的温度震撼,安德鲁将用于衡量的激光分为两个分量:“看待这些分量或偏振态中的每一个,光纤正在温度协和振频率之间显示出分别的合联。这抵消了温度的影响,从而可能非凡无误地确定变形,切确度是过去的十倍。一朝体系获得饱满优化,就该当可能对此举办革新。”

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