Magnescale Co., Ltd. || Laserscale(R), Magnescale(R), Digital Gauge

Magnescale(R), Magnescale(R), Digital Gauge


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Ultrahochauflösende Längen-u. Winkelmesssysteme für Anwendungen im dem Nano- u. Picometerbereich

Mit Laserscales ist es möglich Messaufgaben wie z.B. Positions- und Lageregelungen mit Auflösungen von kleiner als 1 nm und höchsten Genauigkeiten zu realisieren. Durch das Laserscalefunktionsprinzip werden extrem kurze sinusförmige Signalperioden von z.B. 138 nm erzeugt, welche eine sehr hohe Signalqualität besitzen d.h. einen extrem hohen Signal/Rausch-Abstand. Dadurch werden Interpolationsfehler nahezu eliminiert. Mit den Interpolatoren der BD96 Serie können aus diesen Signalen Auflösungen von bis zu 17 pm erzeugt werden für ultimative Messanwendungen. Aufgrund der Verwendung eines holographischen Maßstabs aus Glaskeramik sind die Messsysteme extrem unempfindlich gegenüber athmosphärischen Einflüssen wie Luftdruck, Feuchtigkeit, Luftzirkulation und Temperaturänderungen. Sie sind deshalb viel einfacher zu installieren und zu betreiben als herkömmliche Laserinterferometer.

Höchste Auflösungen von bis zu 17 pm

Bei der Bewegung des Lesekopfs über das Hologrammgitter mit 550 nm Teilungsperiode, werden pro 550 nm vier sinusförmige Siganlperioden mit jeweils 137,5 nm generiert. Diese optische Vervierfachung entsteht durch die zweifache Beugung des Laserstrahls am Hologrammgitter des Maßstabes. Das Ausgangssignal wird mit Hilfe von Folgeelektronik bis zu 8000-fach interpoliert, wodurch sich eine Auflösung von 17 pm ergibt. Aufgrund der hohen Signalqualität ist diese Interpolation möglich bis zu Verfahrgeschwindigkeiten von 400 mm/s.

Laserscale Funktionsprinzip

Der Laserscale arbeitet nach dem Funktionsprinzip des Beugungsgitterlaserinterferometers. Dabei wird ein Laserstrahl emitiert von einer Laserdiode auf einen polarisierenden Strahlteiler gelenkt und in S und P Strahlanteile aufgeteilt. Diese Strahlanteile werden in einem symetrischen Strahlengang auf den holographischen Maßstab gelenkt und dort gebeugt. Danach werden sie von einem polarisierendem Spiegel reflektiert und erneut am holographischen Maßstab gebeugt. Diese zweifache Beugung erzeugt im Interferenzsignal, nach zusammenführen der Strahlanteile im Strahlteiler, eine sinusförmige Signalperiode mit einem 1/4 der Wellenlänge der holographischen Teilung. Das Sinussignal wird dann in der Folgeelektronik interpoliert und als digitales Positionssignal ausgegeben. Diese Funktionsprinzip ist extrem unempfindlich gegenüber atmosphärischen Schwankungen des Luftdrucks, Feuchtigkeit und Temperatur. Aufgrund des symetrischen Strahlengangs verfügt es über große Montagetoleranzen von bis zu 0,2 mm. Die Maßstäbe sind mit einer hochgenauen Referenzmarke bei der die Wiederholgenauigkeit innerhalb eine Signalperiode liegt verfügbar.