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根據(jù)等離子體激元裝置反射的激光的量,就可以得到間隙的寬度和納米顆粒的運動。假設(shè)間隙由于納米顆粒的運動而改變,使得等離子體激元的固有頻率或諧振更接近于激光的頻率。在這種情況下,等離子體激元能夠從激光吸收更多的能量,并且反射較少的光。
為了在實用設(shè)備中使用這種運動感測技術(shù),將黃金納米顆粒嵌入微觀尺度的機械結(jié)構(gòu)中,這是一種由氮化硅制成的類似微型跳臺的振動懸臂梁,只有幾微米長。即使它們沒有運動,這種裝置也不會完全靜止,而是以高頻振動,在室溫下隨著分子的運動而推擠。該方法的兩光路結(jié)構(gòu)設(shè)計相同,兩信號相位相差,利用兩光路的信號比求解硅片的離焦量,消除了光強波動的影響,實現(xiàn)了納米級的檢焦精度。即使振動的振幅很微小,僅移動了亞原子級距離,使用這種新的等離子體激元技術(shù)也很容易檢測到。同理,通常都采用較大的機械結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)測量并用作實際的傳感器;,在汽車和智能手機中探測運動和方位。NIST科學(xué)家希望他們這種納米級測量運動的新方法將有助于進(jìn)一步小型化許多這樣的微機械系統(tǒng),并提高其性能。
隨著超精密加工和微電子制造技術(shù)的迅速發(fā)展,對精密測量技術(shù)及儀器提出了在毫米級的測量范圍內(nèi)達(dá)到納米級精度的要求,例如超精密數(shù)控加工精度已達(dá)納米量級,微電子芯片制造技術(shù)已是納米級制造工藝,因此無論是超精密數(shù)控機床的運動測量與定位,還是集成電路芯片線寬等特征尺寸測量、光掩膜制作以及晶圓掃描工作臺的運動測量與定位,均需要納米級精度的精密測量儀器。電感式位移傳感器KD5100是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件,接通電源后,在開關(guān)的感應(yīng)面將產(chǎn)生一個交變磁場,當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時,金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量,使振蕩器輸出幅度線性衰減,然后根據(jù)衰減量的變化來完成無接觸檢測物體的目的。此外,精密測試計量技術(shù)領(lǐng)域中,各種掃描探針顯微鏡、激光干涉儀、光柵尺和其他位移傳感器等也離不開納米級精度的精密測量儀器的校準(zhǔn)或標(biāo)定。
從20世紀(jì)50年代至70年代,柵式測量系統(tǒng)從感應(yīng)同步器發(fā)展到光柵、磁柵、容柵和球柵,這5種測量系統(tǒng)都是將一個柵距周期內(nèi)的測量和周期外的增量式測量結(jié)合起來,測量單位不是像激光一樣的光波波長,而是通用的米制(或英制)標(biāo)尺。
電容式傳感器ZNX實際的基本包括了一個接收Tx與一個發(fā)射qiRx,其分別都具有在印刷電路板(PCB)層上成形的金屬走線。在接收qi與發(fā)射走線之間會形成一個電場。精準(zhǔn)測量微觀物體的微小位移的能力,可用于檢測微量的危險生物或化學(xué)試劑,完善微型機器人的運動,精準(zhǔn)部署氣囊,以及檢測通過薄膜傳播的極弱聲波。電容傳感器卻可以探測與傳感器電極特性不同的導(dǎo)體和盡緣體。當(dāng)有物體靠近時,電極的電場就會發(fā)生改變。從而感應(yīng)出物體的位移變化量。