配属学生のための研究紹介

フェムト秒レーザを用いた絶対エンコーダに関する研究

研究の目的

ステージの位置・変位を超精密に絶対計測するためのエンコーダの開発

研究背景

エンコーダとは:角度・変位を検出するセンサ.精密位置決め装置のステージの位置や変位を検出

【角度測定器の例】

超精密加工機 半導体露光装置

これらの装置にはナノメートル級の分解能が要求されております.

【エンコーダの使用例】

ステージに回折格子等を貼り付けて,位置や変位を特定できます.エンコーダの計測方式にはインクリメンタル型とアブソリュート型があり,近年はアブソリュート型が主流となっております.

計測方式について

  • インクリメンタル型

数え型方式とも呼ばれる.相対変位を測定する性質上,現在位置を知るために原点に戻る必要がある.
原点だし作業が必要(非効率)

  • アブソリュート型

特殊な目盛を使用することで,電源投入直後でも現在位置を特定できるため,原点に戻る必要がない.
原点だし作業が不要(効率的)

  • 絶対多軸計測システムの例

単軸の絶対型エンコーダを複数組み合わせる.
アッベ誤差の原因となり,超精密位置決めの実現が困難

平面計測可能な多軸絶対型エンコーダが求められている.

実験装置について

周波数を解析することで,回折格子の絶対位置を特定可能.

【装置の写真】

文責:前原