团队自决设计具有高光敏度、高频差和高信噪比的双频激光格式，结尾竣事了亚纳米的丈量别离率和一再定位精度。

　　近日，清华大学深圳国际思索生院李星辉团队与国防科技大学团队协作提出了一种基于反射型二维光栅的外差式三自由光栅干扰仪。团队自立假想具有高光敏度、高频差和高信噪比的双频激光形式，基于二维反射型光栅和采取革新的共光路联想，搭筑三自由度位移衡量式样，设计并优化外差信号相位检测算法，终末完成了亚纳米的测量辞别率和频频定位精度。这项任务将有效鼓吹多自由度光栅灵巧定位本领的发展。

　　多自由度精密定位技能在纳米计量、显微成像、工整机床、半导体建筑等范畴具有要紧身分。以半导体设备为例，光刻机是半导体行业的“掌上明珠”，在先进制程的光刻机中，晶圆台必要亚纳米位移测量精度的六自由度超精致定位技巧。暂时光刻机常用激光干与仪和光栅干扰仪对晶圆台进行多自由度超精美定位，然而激光干预仪由于透露在情景中的光途长、难以竣工单衡量点多自由度丈量等左右，会引入景况噪声和阿贝污点，而以光栅栅距为测量基准的光栅干与仪正成为光刻机晶圆台超精细定位的主流环节。

　　针对光刻机等先进设备中的超精致定位须要，团队提出了一种新型的基于外差干预原理的三自由度光栅干扰仪，也许已毕亚纳米的丈量阔别率和屡屡丈量精度，并履历 “四读数头—四光栅”的晶圆台测量式样不妨竣工六自由度位移/角位移衡量。该外差光栅干涉仪应用一束双频激光，体验二维反射型光栅的四束衍射光发作外差干与，竣工光栅在X/Y方进步的位移丈量，始末光栅反射光与固定反射镜反射光爆发外差干涉，杀青光栅在Z方进步的位移测量，从而终结光栅ΔX、ΔY、ΔZ三自由位移衡量。该方针改进地采纳了二维反射型光栅，利于光道式样读数头的集成化和小型化，在异日利用中，不妨将读数头和光栅判袂安装于固定部件和步履部件上，来检测活动部件的位移，其相应付基于透射型光栅的衡量步伐具有更广的闭用性。

　　其它，想考团队提出并接纳了自立设想的双频激光体例，比较于传统的基于塞曼效应的商用双频激光器，完好更大更安全的频差，以及更强的激光功率，或许杀青更高的光源安稳性和信噪比以及更大的外差频率，有利于提高体制的扫数精度和测量疾度。终末实验终了显露，该编制具备0.5 nm的诀别率，0.6 nm的重复定位精度和2.5×10-5的衡量线性度。该酌量提出的外差式三自由度光栅干涉丈量步骤有利于多自由度超精采定位手艺的发展，同时对前辈筑造和雅致仪器的成长具有教导路理，尤其是需要多轴超精巧定位的纳米科学和本领。