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    我国学者在纳米时栅位移测量理论与技术领域取得进展

    日期 2020-11-19   来源:工程与材料科学部   作者:叶鑫 李宏伟 朱明亮  【 】   【打印】   【关闭

      纳(na)米(mi)位移技术及器件是高(gao)档(dang)数控(kong)(kong)机床、超精密光刻机等高(gao)端(duan)精密装备的核心(xin)技术和关键功能部件,是实现高(gao)精度定(ding)位与(yu)控(kong)(kong)制的“眼睛”,相关研(yan)究工作(zuo)具有重要意义。

      重庆理工(gong)大(da)学刘小康教授(shou)、彭东林教授(shou)团队打(da)破(po)“利用空(kong)(kong)间测量(liang)空(kong)(kong)间”的传(chuan)统测量(liang)思(si)路,进行原理创新,“利用时间测量(liang)空(kong)(kong)间”来(lai)提高位(wei)移(yi)(yi)测量(liang)精度,提出(chu)了(le)(le)纳米(mi)(mi)时栅(zha)(zha)测量(liang)新原理,利用正交变化(hua)的电(dian)场构建一种等效空(kong)(kong)间域运(yun)动作(zuo)为参(can)考系(xi)(xi),建立空(kong)(kong)间位(wei)移(yi)(yi)和时间基(ji)准(zhun)之间的关系(xi)(xi),形(xing)成了(le)(le)一套比较系(xi)(xi)统的纳米(mi)(mi)时栅(zha)(zha)测量(liang)理论,采用正弦(xian)(xian)形(xing)状的“栅(zha)(zha)面(mian)”而不是传(chuan)统细密(mi)的“栅(zha)(zha)线”来(lai)获取(qu)位(wei)移(yi)(yi)信(xin)号(hao)(hao)(图1),发明了(le)(le)基(ji)于离散栅(zha)(zha)面(mian)空(kong)(kong)间正弦(xian)(xian)调制的绝对式位(wei)移(yi)(yi)传(chuan)感新方(fang)法和正弦(xian)(xian)形(xing)栅(zha)(zha)面(mian)阵列传(chuan)感参(can)数设(she)计准(zhun)则(ze),解(jie)决了(le)(le)结构优化(hua)、器件(jian)制造和信(xin)号(hao)(hao)处理智能化(hua)等关键技术问题,取(qu)得(de)了(le)(le)核(he)心技术指标的重大(da)突破(po)。

      该项成(cheng)果与央企(qi)中国(guo)通用技(ji)(ji)(ji)术(shu)集团合作(zuo)成(cheng)立(li)(li)了(le)高科技(ji)(ji)(ji)公(gong)司进行转(zhuan)化,已在数(shu)控机(ji)床、航(hang)空航(hang)天(tian)、计量(liang)检测等领域(yu)得到批量(liang)应用,解决了(le)高端(duan)精密装备的(de)(de)高精度位(wei)置(zhi)检测难题(ti),实现(xian)了(le)我国(guo)精密位(wei)移(yi)测量(liang)技(ji)(ji)(ji)术(shu)及器件(jian)自主可控。该成(cheng)果建立(li)(li)了(le)“原理—理论(lun)—技(ji)(ji)(ji)术(shu)—产品”的(de)(de)完整体系,获得了(le)2020年(nian)度重庆市技(ji)(ji)(ji)术(shu)发明一(yi)等奖(jiang),“大量(liang)程(cheng)纳米(mi)时栅位(wei)移(yi)测量(liang)技(ji)(ji)(ji)术(shu)及器件(jian)”作(zuo)为重点展项亮相国(guo)家(jia)(jia)“十三五(wu)”科技(ji)(ji)(ji)创新成(cheng)就(jiu)展。刘小康(kang)教授入选“百千万人才工程(cheng)”国(guo)家(jia)(jia)级人选、国(guo)家(jia)(jia)有突出贡献中青年(nian)专家(jia)(jia),2021年(nian)获国(guo)家(jia)(jia)杰出青年(nian)科学基金项目资助(zhu)。

      该成果(guo)得到了国家重(zhong)大(da)科(ke)研仪(yi)器研制(zhi)项目(mu)、重(zhong)点项目(mu)、面上(shang)项目(mu)、青年科(ke)学基金项目(mu)(批(pi)准(zhun)号: 51827805、51935004、51435002、51175534、50805150)等的持(chi)续支持(chi)。

    图(tu)1(a)绝(jue)对式纳米直线(xian)时栅测量原理(li)示意图(tu)和(b)圆时栅测量原理(li)示意图(tu)




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