STTR Phase I: Multi-sine six-degree of freedom interferometry for precision stage metrology
STTR 第一阶段:用于精密平台计量的多正弦六自由度干涉测量
基本信息
- 批准号:1417032
- 负责人:
- 金额:$ 22.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2014
- 资助国家:美国
- 起止时间:2014-07-01 至 2015-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This Small Business Technology Transfer Phase I project will demonstrate a novel laser interferometer to provide fast and portable calibrations for ultra-precise motion control devices. This system will provide customers with a portable system that will perform nanometer-level calibrations in a fraction of the time as compared to competitive products. A system that can provide this unique capability to measure a functional point will lower measurement uncertainty and reduce calibration time. The chip manufacturing market alone was $311 billion in 2011 with an estimated 112 plants worldwide in packaging and chip production. Based on dialogue with a leading chip manufacturer, the need for periodic calibration using a fast portable tool has been confirmed for each plant in this industry. Additionally, the portable interferometer has market opportunity beyond chip manufacturing, ranging from large-scale measuring machines to precision robotics. The technology would be a game-changer in many industries to facilitate fast calibration times and minimize loss of manufacturing production time.Many high precision manufacturing processes require routine calibrations to verify that process equipment meets specific inspection and manufacturing specifications. The current state-of-the-art portable interferometers on the market require multiple calibration setups for each rotation and translation axis to be measured. Higher-end interferometer products can measure multiple degrees of freedom at the same time, but are extremely expensive, not portable, and have large measurement targets leading to altered stage dynamics during calibration. This work addresses a novel laser calibration system that can simultaneously measure all six degrees of freedom (3 linear and 3 rotational) from a single laser beam transmitted from a small portable module. The goal is to achieve a resolution of better than 100 nanoradians in all three rotational axes and 1 nanometer in the linear axes.
这个小企业技术转移第一阶段项目将展示一种新型激光干涉仪,为超精密运动控制设备提供快速和便携式校准。该系统将为客户提供便携式系统,与竞争产品相比,该系统将在很短的时间内执行纳米级校准。能够提供这种独特功能点测量能力的系统将降低测量不确定度并减少校准时间。2011年,仅芯片制造市场就有3110亿美元,全球约有112家工厂从事封装和芯片生产。根据与一家领先的芯片制造商的对话,该行业的每个工厂都需要使用快速便携式工具进行定期校准。此外,便携式干涉仪在芯片制造之外还有市场机会,从大型测量机到精密机器人。该技术将改变许多行业的游戏规则,以促进快速校准时间并最大限度地减少制造生产时间的损失。许多高精度制造过程需要常规校准,以验证工艺设备符合特定的检验和制造规范。目前市场上最先进的便携式干涉仪需要对每个要测量的旋转轴和平移轴进行多个校准设置。高端干涉仪产品可以同时测量多个自由度,但非常昂贵,不便携,并且测量目标很大,导致校准过程中舞台动态改变。这项工作解决了一种新型激光校准系统,该系统可以同时测量从小型便携式模块传输的单个激光束的所有六个自由度(3个线性和3个旋转)。目标是在所有三个旋转轴上实现优于100纳辐射量的分辨率,在线性轴上实现优于1纳米的分辨率。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Absolute air refractive index measurement and tracking based on variable length vacuum cell
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- 发表时间:2016-06
- 期刊:
- 影响因子:1.3
- 作者:Xiangzhi Yu;Tie-li Zhang;J. Ellis
- 通讯作者:Xiangzhi Yu;Tie-li Zhang;J. Ellis
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- DOI:10.1088/0957-0233/26/12/125203
- 发表时间:2015-10
- 期刊:
- 影响因子:2.4
- 作者:Xiangzhi Yu;S. Gillmer;J. Ellis
- 通讯作者:Xiangzhi Yu;S. Gillmer;J. Ellis
Robust high-dynamic-range optical roll sensing
- DOI:10.1364/ol.40.002497
- 发表时间:2015-06-01
- 期刊:
- 影响因子:3.6
- 作者:Gillmer, Steven R.;Yu, Xiangzhi;Ellis, Jonathan D.
- 通讯作者:Ellis, Jonathan D.
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开发用于精密线性平台计量的紧凑型光纤耦合六自由度测量系统
- DOI:10.1063/1.4953335
- 发表时间:2016
- 期刊:
- 影响因子:1.6
- 作者:Yu, Xiangzhi;Gillmer, Steven R.;Woody, Shane C.;Ellis, Jonathan D.
- 通讯作者:Ellis, Jonathan D.
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Michael Thompson
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