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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

      纳米位移技(ji)术及器件(jian)是高档数控机(ji)床、超(chao)精密(mi)光刻(ke)机(ji)等高端(duan)精密(mi)装备的核心技(ji)术和关(guan)键功能部(bu)件(jian),是实现高精度定位与控制的“眼睛”,相关(guan)研究工作具有重要意(yi)义。

      重庆理(li)工(gong)大学刘小康(kang)教授、彭东林教授团(tuan)队打破“利(li)用(yong)(yong)空(kong)间(jian)测量空(kong)间(jian)”的(de)传(chuan)统测量思路,进(jin)行原理(li)创新,“利(li)用(yong)(yong)时间(jian)测量空(kong)间(jian)”来(lai)提(ti)高位(wei)移测量精度(du),提(ti)出了纳米时栅(zha)测量新原理(li),利(li)用(yong)(yong)正交变化的(de)电场构(gou)建一(yi)种(zhong)等效空(kong)间(jian)域运动作为参考(kao)系(xi),建立空(kong)间(jian)位(wei)移和(he)时间(jian)基(ji)准之间(jian)的(de)关(guan)系(xi),形成了一(yi)套比较系(xi)统的(de)纳米时栅(zha)测量理(li)论,采(cai)用(yong)(yong)正弦(xian)形状的(de)“栅(zha)面(mian)”而不是传(chuan)统细(xi)密的(de)“栅(zha)线(xian)”来(lai)获取位(wei)移信号(图1),发明(ming)了基(ji)于离散栅(zha)面(mian)空(kong)间(jian)正弦(xian)调(diao)制的(de)绝对式位(wei)移传(chuan)感(gan)新方法和(he)正弦(xian)形栅(zha)面(mian)阵列传(chuan)感(gan)参数设(she)计准则(ze),解(jie)决(jue)了结(jie)构(gou)优(you)化、器(qi)件制造和(he)信号处理(li)智能(neng)化等关(guan)键(jian)技(ji)(ji)术问题,取得了核(he)心技(ji)(ji)术指标(biao)的(de)重大突破。

      该(gai)项(xiang)成果(guo)与央企中国通用技(ji)术(shu)集团合作成立了(le)高(gao)科(ke)技(ji)公司进行转化,已在数控机床、航(hang)空航(hang)天、计量(liang)检测(ce)等领域(yu)得到(dao)批(pi)量(liang)应用,解决(jue)了(le)高(gao)端精(jing)(jing)密装备的高(gao)精(jing)(jing)度位置检测(ce)难题,实现了(le)我国精(jing)(jing)密位移测(ce)量(liang)技(ji)术(shu)及器(qi)(qi)件自主可控。该(gai)成果(guo)建立了(le)“原理(li)—理(li)论(lun)—技(ji)术(shu)—产(chan)品”的完整体(ti)系,获(huo)得了(le)2020年度重(zhong)庆市技(ji)术(shu)发明(ming)一等奖,“大量(liang)程(cheng)纳米(mi)时栅位移测(ce)量(liang)技(ji)术(shu)及器(qi)(qi)件”作为重(zhong)点展项(xiang)亮相国家(jia)“十(shi)三五”科(ke)技(ji)创新成就展。刘小康(kang)教授入选“百千万人才工程(cheng)”国家(jia)级人选、国家(jia)有(you)突出(chu)贡献(xian)中青年专(zhuan)家(jia),2021年获(huo)国家(jia)杰出(chu)青年科(ke)学基金项(xiang)目(mu)资(zi)助(zhu)。

      该成(cheng)果得到了国家重大科研仪器研制项(xiang)(xiang)目(mu)、重点项(xiang)(xiang)目(mu)、面上项(xiang)(xiang)目(mu)、青年(nian)科学(xue)基(ji)金(jin)项(xiang)(xiang)目(mu)(批(pi)准(zhun)号: 51827805、51935004、51435002、51175534、50805150)等的持(chi)续支持(chi)。

    图(tu)1(a)绝对式纳米(mi)直线时栅测量原(yuan)理示(shi)意图(tu)和(he)(b)圆时栅测量原(yuan)理示(shi)意图(tu)




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