Renishaw光栅尺促进微加工的研究

最近，一台特殊的设备由Ionoptika公司安装在了南安普顿大学，用于研究一项要求极高的应用：微加工。Renishaw就是这项研究中高度专业的供应商之一，为纳米运动所需的至关重要的定位提供RG2光栅尺和RGH25超高真空读数头。置身于这个学科之外的人们经常发现很难理解这样的工作是如何实现的 — 例如，Ionoptika的完整公司商标能够被蚀刻在一块典型的金属印网掩模上，而商标的宽度只有20 μm。

通过结合位于Chichester的Heason技术公司的一台多轴纳米移动样机平台，Ionoptika公司已经设计和建造出这一仪器系统。整个集成的微加工设备被放置在一个真空空间内，并安装在一个与所有外部振动隔绝的高稳定性平台上。

Ionoptika公司技术经理Andy Barber解释说：“Renishaw的光栅尺和读数头被指定用于这种严格的测量/定位功能，因为它们能够保证足够的精度要求。他们也能够适应要求极高的环境需要 — 避免‘除气’问题的影响，超高真空条件需要整个环境在高达120 °C的条件下进行周期性的‘烘干’。”

与压电陶瓷电机的完美匹配
多轴、亚微米精度的样机平台的一个有趣的特点是，它使用的是压电陶瓷‘微动’电机。“用Renishaw光栅尺和这些电机匹配被证明是非常有效的。”Barber先生说。其结果是连续平稳运动的同时具有高分辨率、零反向间隙以及高定位精度，这些正是压电设备的特点。

灵活、集成简便

Andy Barber对RG2线性光栅尺系统（50 nm分辨率）结合完美的钢带尺用于这一应用没有确信无疑。“通过在局部圆弧轴上的使用，钢带的灵活性得到了充分证明。由于结构小巧、坚固并与超高真空环境相兼容，RGH25读数头是理想之选。”他说。

高重复定位精度至关重要

为了获得亚微米级的精度，在一个工件上的线性移动距离可达50 mm的系统里，必须具有高分辨率和高重复定位精度，而光栅正是具有这些关键优点。< Ionoptika的科学家们已经为计算机控制的4轴系统写好了程序，包括集成的微加工软件。

为了证明此项工作的微小级别，他们编写了一个程序将Ionoptika公司的商标蚀刻在一块金属印网掩模上。整个公司的名字被非常完美的复制在了20微米宽的范围内，这是一个非常精密的系统，而高精度的核心就是Renishaw的光栅尺和读数头。

未来发展

根据南安普顿大学的Chris Finlayson介绍，他计划使用新的设备在物理系进行下列研究：1）将2D光子结晶结构的模型引入不同的介质波导管； 2）为了检验光/等离振子的电子相互作用，在惰性薄膜上蚀刻亚微米级尺寸的孔；以及3）波导管和集成的光学回路的截面模型。

公司背景

Ionoptika的科学家们都是离子光束系统（专门成像）的专家，无论是元素还是分子特性方面，包括单存储单元系统。由于需要经常观察这样的存储单元并返回原来的位置，因此定位精度极为重要。

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