Length measurement method with resolution of picometer using high-finesse optical cavity and regular crystalline lattice
利用高精度光学腔和规则晶格的皮米分辨率长度测量方法
基本信息
- 批准号:14350070
- 负责人:
- 金额:$ 9.79万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 财政年份:2002
- 资助国家:日本
- 起止时间:2002 至 2004
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
A purpose of the research project is to develop a length measurement method with resolution of picometer, which is directly traceable to the meter definition, in order to promote the Nanotechnology. A change of an optical cavity can be measured with the change of the resonance frequency of the cavity using the beat frequency between the resonance laser and the frequency stabilized laser. And the change of the cavity can be also calibrated with a regular crystalline lattice. The following results are obtained.(1)Prototype of the optical cavity and the measurement system were developed. The one end mirror of the optical cavity is supported by the high rigid flexure stage, whose driving tool is a high power PZT actuator. Two mirrors, whose finesse are 400 and 1000, respectively, are used for the optical cavity. Resonance signals are detected with a lock-in detection method. The lock-in detection circuit consists of a microwave mixer and a microwave low-pass filter. A circuit and a saftware to detect and record the beat frequency were also developed.(2)Resonance feedback experiment was performed using the above experimental system. A frequency of the tunable laser diode can be tuned to the resonance frequency of the optical cavity using the above system. When the position of the one end optical cavity is changed, the displacement of the mirror can be determined from the shift of the resonance frequency. The results were compared with the laser interferometer. The measurement resolution of 0.1 nm or less can be achieved from the results.(3)The optical cavity whose finesse of 5000 or more was designated. With the optical cavity, we expect the resolution of 30 pm for the displacement measurement using the above system.
本研究计画的目的之一是发展一种可直接追溯至米定义的皮米分辨率长度测量方法,以促进奈米科技的发展。利用谐振激光器和稳频激光器之间的拍频,可以通过腔的谐振频率的变化来测量光学腔的变化。而腔的变化也可以用规则的晶格来校准。获得了以下结果。(1)研制了光学谐振腔样机和测量系统。光学谐振腔的一端镜由高刚性的柔性平台支撑,柔性平台的驱动工具是大功率的压电陶瓷驱动器。光学谐振腔采用两块精细度分别为400和1000的反射镜。谐振信号用锁定检测方法检测。锁相检测电路由微波混频器和微波低通滤波器组成。研制了拍频检测与记录电路和软件。(2)利用上述实验系统进行了谐振反馈实验。可调谐激光二极管的频率可以使用上述系统调谐到光学腔的谐振频率。当一端光学腔的位置改变时,反射镜的位移可以由谐振频率的偏移来确定。并与激光干涉仪的测量结果进行了比较。从结果可以实现0.1nm或更小的测量分辨率。(3)指定精细度为5000以上的光学谐振腔。利用该光学谐振腔,我们期望使用上述系统进行位移测量的分辨率为30 pm。
项目成果
期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Length Measurement with resolution of picometer using tunable laser and regular crystalline lattice
使用可调谐激光和规则晶格以皮米分辨率进行长度测量
- DOI:
- 发表时间:2004
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Masashi ISHIGE;Fumio MATSURA;Masato AKETAGAWA et al.
- 通讯作者:Masato AKETAGAWA et al.
周波数可変レーザと結晶格子を利用したピコメートル測長法の開発
使用变频激光和晶格的皮米长度测量方法的开发
- DOI:
- 发表时间:2004
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:石下雅史;松浦文生;バンジョンサクシリナッタポン;明田川正人
- 通讯作者:明田川正人
高フィネス光共振器と結晶格子によるピコメートル分解能側長法の開発(第1報:計測原理と装置設計)
利用高精度光学谐振腔和晶格开发皮米分辨率边长法(第1部分:测量原理和装置设计)
- DOI:
- 发表时间:2002
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:明田川正人;高田孝次
- 通讯作者:高田孝次
明田川正人, 高田孝次: "高フィネス光共振器と結晶格子によるピコメートル分解能測長法の開発(第1報:計測原理と装置設計)"2002年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 597 (2002)
Masato Aketakawa、Koji Takada:“使用高精细光学谐振器和晶格开发皮米分辨率长度测量方法(第 1 次报告:测量原理和装置设计)”2002 年日本精密工程学会秋季会议学术会议记录第 597 期(2002 年)。 )
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
周波数可変レーザと結晶格子を利用したピコメートル側長法の開発
使用变频激光和晶格开发皮米边长法
- DOI:
- 发表时间:2004
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:石下雅史;松浦文生;バンジョンサクシリナッタポン;明田川正人
- 通讯作者:明田川正人
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AKETAGAWA Masato其他文献
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