干涉仪促动器制造技术

本发明专利技术涉及干涉仪的至少一个可动装置相对于干涉仪主体的移动。根据本发明专利技术的系统包括至少两个干涉仪促动器，所述干涉仪促动器能够被独立操作，从而使得至少两个促动器能够移动干涉仪的至少一个可动装置。当激励至少两个干涉仪促动器中的至少一个时，干涉仪的至少一个可动装置以矫正诸如倾斜的情况的最低需要移动。在优选配置中，根据本发明专利技术的系统和方法包括三个能够被独立操作的干涉仪促动器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于生成电磁信息的干涉的方法和系统，例如如通常在干涉仪中生成干涉。
技术介绍
近年来，干涉分光光度计成为了分光光度法研究的首选工具。干涉现象在很久以 前就为人们所知，早在1891年，迈克尔逊设计出了光学干涉仪(A. A.迈克尔逊，《哲学科学》 (5) ，31,256， 1891)。在此后的许多仪器中，已经证明了干涉测量的方法的好处，例如在光谱 分析(如远红外线、中红外线、近红外线、拉曼光谱和核磁共振)领域。这些仪器充分利用 了现代科技的机械、电子和软件功能。 尖端的仪器中仍然存在一个缺点，尤其是在使用活动件作为生成干涉的装置(如 光学干涉仪中的镜片)中，这个缺点就是相对于环境(如移动、冲击和震动)对此类干涉仪 的机械稳定性的限制。使用的方法和系统的性质允许外部机械力(机械力的大小类似在通 常在办公室、实验室或生产环境中遇到的力的大小)影响干涉生成装置的位置。尽管这种 位置改变在大多数方面来说是微小的，如几nm(纳米)，但位置改变的影响通常有损仪器的 性能，甚至使得仪器在这种条件下无法运行。举例来说，这种情况就是几乎不可能使测量 的信号与调制度(例如干涉位置)相互联系的情况。为了使仪器在这种环境下运行，使用 了一些实现方法，这些实现方法的范围从通过干涉仪或仪器本身的稳定处理对干涉仪的不 同元件进行机械稳定处理到将仪器从位置完全移开并通过远程手段使来自仪器的样本和/ 或信号与样本接触。 —般而言，通常当在实地(例如实验室环境以外)操作干涉仪时，难以创造使得能 够操作干涉仪的条件，并且很少有这样的实际布置。举例来说，在移动的交通工具(如汽 车、船舶或飞机)中难以操作干涉仪。同样地，难以实现手持的操作干涉仪。在一些情况下， 震动稳定措施甚至进一步加剧了这些困难，这是由于震动稳定措施增加了仪器的重量和/ 或尺寸。 用于生成干涉的可动装置(如迈克尔逊干涉仪的可动镜片)必须以极高的精密度 和准确度移动以使传统干涉仪正常运转。通常仅1或数纳米大小的预定位置或对齐的微小 偏差(例如倾斜)能够对作为结果产生的干涉产生极大影响。显然，许多机械结构缺乏不 体现即使在小或中等大小的力下的这种位移(例如由于环境噪声或实验室门的关闭而观 察到的)所需的稳定性。当然，设计可动装置以使其能够承受这种力是一种合乎逻辑的结 果，但在实际应用中，已经证明这样做很难，这是由于结构的这种强度和硬度必须与用于移 动可动装置的力相适应，以促进移动。因此，结构通常成为用于支撑其的力和用于使其移动 的力的折衷方案。 已经成功地作为解决此问题的方案的设计通常不使用可动装置，例如相对于使用 单个探测器来记录在时间上不稳定的干涉，通过不使用可动装置生成由空间排布的传感器 阵列探测到的稳定的干涉。其他设计通过旋转而不是平移实现"移动"(例如迈克尔逊干涉仪的光程差)，提高抗线性干涉而不提高耐旋转或耐径向移动的设计难以提供简单且紧凑 的系统。 为了进一步提升移动的稳定性，既为了抵消环境影B向，也为了补偿机械缺陷，在干 涉测量的一些实施方式中，除了主要装置或驱动装置，还包括用于移动的次要装置。次要装 置的功能是促进短距离上的快速移动，并由此在主要移动装置的移动中矫正缺陷。这种次 要移动装置旨在提供精调，需要所述精调来提升由主要移动装置执行的移动和/或校准。 US 4，480，914和US5，883，712给出了这样的实现的两个实例。由于这种次要矫正装置旨在 调整由主要装置所导致的位置，因此使用允许快速移动(例如由压电材料所引起的)的装 置常常是首选特点。包括这种次要调整装置的干涉仪常见的问题是当这种系统通常提供 对慢性干扰的良好补偿时，但却不充分地补偿或根本不补偿诸如某些频率的冲击或震动的 干扰。
技术实现思路
使用本专利技术的若干实施方式，意外地发现可能设计、构建并操作使用用于干涉仪 的可动装置的移动的干涉仪促动器的干涉仪，干涉仪促动器例如线性促动器或弯曲元件促 动器，即使是在可动装置相对干涉仪的提示物的移动很长的距离的情况下，也获得了可动 装置的对齐和位置的优良性能。本专利技术的若干高度优选的实施方式包括用于可动装置的 移动的促动器装置，许多这样的优选实施方式使用所述促动器装置用于激励和控制可动装 置。 相应地，本专利技术的一个方面涉及用于干涉仪的至少一个可动装置相对于干涉仪主 体的移动的方法，包括-布置至少两个干涉仪促动器，其中所述至少两个干涉仪促动器能够被独立地操作，从而使得至少两个促动器能够移动干涉仪的至少一个可动装置；-激励至少两个干涉仪促动器中的至少一个，从而移动干涉仪的至少一个可动装置。 本专利技术的另一个方面涉及用于干涉仪的至少一个可动装置相对于干涉仪主体的 移动的系统，包括-至少两个干涉仪促动器，其中所述至少两个干涉仪促动器能够被独立地操作，从 而使得至少两个促动器能够移动干涉仪的至少一个可动装置； _用于激励至少两个干涉仪促动器的装置，由此移动干涉仪的至少一个可动装置。 术语"促动器"指当被输入信号激励时执行变形或运动的机械、气动、液压或电气 设备，输入信号可以电的或液式的，所述设备例如压电元件。在目前情况下，如图2A和图2B 中所示，弯曲元件布置可包括若干促动器。此外，分段的弯曲元件包括两个或更多个促动 器，例如如图3B中所示的。 干涉仪(例如迈克尔逊干涉仪)包含若干元件，例如镜片、分光镜或透镜。这些元 件根据不同的干涉仪设计的性质相对于彼此布置，每个元件依次具有不同的性质。在下文 中，术语"干涉仪主体"指壳体，不同光学元件中的至少一些通常以固定方式布置在壳体中， 以确保这些元件不发生偶然的运动并提供抗机械干扰(如震动或冲击)的长处。 包括两个或更多个用于可动装置(例如在迈克尔逊干涉仪中包括镜片的可动装置)的移动的干涉仪促动器的本专利技术的一个高度优选特征是可能独立地控制这两个或更 多个干涉仪促动器，例如通过独立的信号激励每个促动器，或可能大体上独立地控制这两 个或更多个干涉仪促动器，例如两个或多个促动器接收大体上相同的主信号，此外，至少一 个促动器接收控制信号，例如在激励中有不同反映的控制信号。在本专利技术中，独立地操作 干涉仪促动器的效果优选地是以大体上预定的方式对干涉仪的可动装置的移动产生的影 响，由此，对独立促动器的独立地激励对干涉仪的可动装置的移动产生影响，并依次对附着 到可动装置上的任何光学装置(例如镜片或分光镜)产生影响。因此，在本专利技术的实施方 式中，对干涉仪促动器的独立控制以如下方式影响可动装置的移动引起预定的移动状态 (例如移动期间的倾斜)，并产生或至少部分地大体上使得可动装置平移，例如沿直线或预 定路径的移动。 本专利技术中的促动器装置的一种优选的性质是能够同时地提供相对于干涉仪主体 限制或修复干涉仪的可动装置的力，使得可动装置在机械干扰(例如冲击或震动)时稳定， 并且还提供移动干涉仪的可动装置的力，大体上不降低对机械干扰的阻力。 本专利技术的许多优选实施方式包括作为促动器装置的压电促动器。这种优选的压电 装置是压电晶体或压电陶瓷，例如堆叠的压电促动器。许多其他优选压电装置包括堆叠的 压电促动器和/或压电弯曲元件。 作为促动器使用的压电弯曲元件的传统设计是将一层活性压电材料涂敷在固体 基质上，通过在压电材料之间施加电压引起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于干涉仪的至少一个可动装置相对于干涉仪主体移动的方法，包括：布置至少两个干涉仪促动器，其中所述至少两个干涉仪促动器能够被独立地操作，从而使得至少两个促动器能够移动干涉仪的至少一个可动装置；激励至少两个干涉仪促动器中的至少一个，从而移动干涉仪的至少一个可动装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：波库昂费达盛，
申请(专利权)人：克莫麦特公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]