株式会社マグネスケール || マグネスケール、レーザスケール、デジタルゲージの設計・製造・販売・サポート

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1nmを超える高分解能の世界 -光波干渉計を超える信号波長138nmの高分解能スケール-

レーザスケールは、1nmを超える高分解能の計測及び制御を容易に実現します。基準となるスケールは、ホログラム方式により達成される微細な格子と、外乱に対して安定で取付けやすさを実現した検出ヘッドにより、信号波長が138nmの高S/Nの信号を得ることができます(BSシリーズ)。さらに、自動補正機能をもつインターポレータを使用することで、17pmまでの超高分解能を得ることができ、ナノメートルからピコメートルを容易に得ることができます。

信号のS/Nが高い

体積型ホログラム格子により光の回折効率が非常に高く、S/N比の良い大きな出力信号が得られます。

最高分解能17pm(Pico Meter)

ホログラム格子が1ピッチ動くと、干渉信号が4回反転し0.55μmの格子ピッチの1/4=約0.138μmの干渉信号が得られます。電気的に8,000分割することにより、最小17pmの超高分解能が得られます。

超高分解能と高速応答が可能

格子干渉方式リニアエンコーダは一般的なリニアエンコーダ(信号波長20μm)の約1/100の信号波長約0.138μmの干渉信号が得られます。また、弊社独自開発のインターポレータにより17pmの超高分解能で最大応答速度400mm/sの高速応答が可能です。

原理

半導体レーザから出射されたビームは偏光ビームスプリッタでS偏光とP偏光の2つのビームに分けられ、回折効率の非常に高い体積型ホログラム格子に入射し回折されます。 回折された2つのビームは各々1/4波長板を通りミラーで反射され、再び1/4波長板を通過します。この時、S偏光のビームはP偏光に、P偏光のビームはS偏光に変換されます。 二つのビームは再度ホログラム格子に入射し回折され、偏光ビームスプリッタで重ねあわされ干渉し、偏光方向が変換されているため全てフォトデテクタ側へ入射します。 二つのビームには2回の回折で各々+2Kx、-2Kxの位相が加えられているため、干渉光は1格子ピッチ分のスケールの移動で4回明暗を繰り返します。このため、1格子ピッチを0.55μmとすると0.55/4=約0.138μmの信号波長を得ることができます。この検出原理は検出ヘッドとスケールのクリアランス変動や温度・気圧・空気の乱れから生じる光路の変化をキャンセルします。その結果、繰返し精度が高く安定したスケールシステムを実現しています。