学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

大行程亚微米精度激光直写设备定位技术的研究

作　者: 熊木地
导　师: 邢忠宝
学　校: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
专　业: 光学工程
关键词: 二元光学元件激光直写设备电荷控制精密定位三维定位刻划点精密定位误差补偿解耦控制
分类号: TN249
类　型: 博士论文
年　份: 2000年
下　载: 465次
引　用: 7次
阅　读: 论文下载

内容摘要

The Binary Optics Elements(BOE) Laser Direct Writing device is the key device which is used to fabricate Binary Optics Elements. The motion control system of the device is a precision four-axis trace control system. Two-Dimension or three-dimension motion can be realized by the system to produce all kinds of BOE. Because of long distance and high accuracy, making the device will include photolithograph, precision mechanic, 3-dimension precision positioning, focusing, leveling and figure inputting technologies.Base on the most advanced LDWD in the word and fabrication of BOE, the positioning technology of control system of BOE-LDWD is researched into deeply . So this paper consists of following sections:Section 1. According to the actual working situation and the requirement of BOE laser writing device, a complete, compact, real-time, and economical motion control system is designed. The working principle and realized method of each part of the device is presented.Section 2. The characteristics of PZT are analyzed. The control method of PZT isn’t suitable for LDWD. A new control circuit is designed, which can satisfy the accuracy and bandwidth of the device.Section 3. Two-stage positioning method is used to realize fast-precision positioning. The high-frequency characteristic of PZT is exploited to make emotion of the device smoother. At the means time, the change ofposition produced by the force releasing of mechanic and the interval of mechanic is smoothed away. The positioning accuracy in 2mm of axes reach.1um. The positioning accuracy in 200mm of axes reach ?.2um. The positioning accuracy in 200mm X 200mm X 40mm of device reach ?.29um.This system has passed a measure of national measure bureau.Section 4. The leveling couple model of LDWD is constructed. The etching head be used to measure the leveling error signal. Uncouple control method is used to realize leveling uncouple. At mean time, the radius of beam be compensated to improve the accuracy of positioning of the etching point.

全文目录

第一章绪论  11-22
  1．1 课题来源及研究的意义  11-14
    1．1．1 课题来源  11
    1．1．2 研究的意义  11-14
  1．2 激光直接写入设备的主要作用及性能要求  14
  1．3 激光直接写入设备的主要技术指标要求  14-16
  1．4 激光直写设备各分系统组成与工作原理  16-18
  1．5 直写设备的软件系统  18-19
  1．6 激光直写控制系统中的关键技术  19-20
  1．7 本文研究的主要内容  20-22
第二章激光直写设备数控系统  22-33
  2．1 激光直写设备控制系统综述  22-23
  2．2 激光直写设备数控系统的结构及工作原理  23-25
  2．3 二元光学元件激光直写设备工作方式  25-27
  2．4 刻划程序的编制  27-28
  2．5 插补方法与原理  28-32
    2．5．1 直线插补  28-29
    2．5．2 圆弧插补原理  29-32
  2．6 设备运动方式及误差  32
  2．7 本章小结  32-33
第三章压电式微定位系统设计。  33-47
  3．1 精密定位与直写设备的要求。  33
  3．2 压电元件的特性  33-37
  3．3 改善压电陶瓷迟滞非线性特性的方法  37
  3．4 电荷控制  37-39
  3．5 压电陶瓷的传递函数  39-40
  3．6 激光直写设备中微位移系统  40-46
    3．6．1 定位系统的负载特性  40-41
    3．6．2 微位移系统的控制方法  41-42
    3．6．3 微定位系统的静态特性  42-43
    3．6．4 激光直写设备微定位系统动态特性  43-44
    3．6．5 测试结果  44-46
  3．7 本章小结  46-47
第四章大行程单自由度精密定位  47-57
  4．1 温度因素的补偿  47-48
  4．2 光栅尺刻线误差的补偿  48-50
  4．3 光栅尺安装误差  50-52
  4．4 定位控制器  52-53
  4．5 三轴定位测试结果  53-56
    4．5．1 微位移测试  53
    4．5．2 绝对定位测试  53-56
  4．6 本章小结  56-57
第五章高精度空间点定位与动态精度  57-71
  5．1 导轨直线性及检测方法  57-60
  5．2 导轨垂直度误差及检测  60-63
  5．3 空间定位与导轨误差补偿  63-66
  5．4 动态精度的提高  66-67
  5．5 补偿后检测结果  67-70
  5．6 本章小结  70-71
第六章刻划点定位的初步分析  71-82
  6．1 被刻面的调平方法  71-73
    6．1．1 被刻面倾斜引起的定位误差  71-72
    6．1．2 被刻面调平方法选择  72-73
  6．2 解藕控制  73-77
    6．2．1 解藕控制原理  73-76
    6．2．2 静态解藕  76-77
  6．3 被刻面调平解藕  77-80
    6．3．1 被刻面调平解藕控制模型  77-78
    6．3．2 调平解藕控制算法  78-79
    6．3．3 调平解藕矩阵  79
    6．3．4 调平解藕实现的步骤  79-80
  6．4 光斑半径补偿  80-81
  6．5 本章小结  81-82
第七章结束语  82-84
参考文献  84-89
博士期间发表论文情况  89-90
致谢  90

大行程亚微米精度激光直写设备定位技术的研究

内容摘要

全文目录

相似论文