调平聚焦伺服控制系统的优化设计
Acta Optica Sinica（2017）
Abstract
以提高共焦差动并行激光直写中光束刻写质量为目标,分析设计了调平聚焦伺服控制系统.采用柱面镜作为像散元件,与四象限光电探测器结合,利用差动像散检测方法和比例积分微分(PID)反馈算法减少光源和外部干扰的误差,获得高灵敏度、高精度、高稳定性的探测曲线.通过优化光学设计参数,本系统能获得具有高灵敏性与一致稳定性的探测曲线,探测范围为3μm,静态聚焦误差可达±5.0 nm;动态聚焦压电陶瓷(PZT)伸长量可保证在焦深范围内,焦点位置辨别精度可达纳米量级,可探测调平台的倾斜角和俯仰角在0.01 mrad左右.利用该系统可实现光栅的刻写,进一步为更大尺寸、更高密度的光栅刻写提供依据.
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Key words
measurement,grating,leveling and focusing,parameter optimization,differential astigmatism,feedback control
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