ヘテロダイン方式レーザ変位計 ST-3761 測定例

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圧電素子の測定

積層圧電アクチュエータは圧電効果を利用して電気エネルギーを機械的な変位・力に変換する素子で精密位置決めなどの用途に使用されます。方形波電圧波形を素子に印加して、縦方向に振動させて、その変位量をヘテロダイン方式レーザ変位計ST-3761で検出し、オシロスコープで波形表示しています。ST-3761ではDCからの周波数応答特性によりステップ応答が正確に測定できます。

【図オシロスコープでの波形表示】
【図】圧電素子の測定構成図

ピエゾステージの移動量測定

この測定例では圧電アクチュエータを使用した精密ステージを、1nmステップで移動するように階段波状の信号で駆動したものです。測定例ではST-3761の測定レンジが0.1μm/Vで、変位波形の10mVが1nmに相当し、駆動波形に従ってステージが1nmづつ階段状に移動する様子がわかります。ST-3761の測定レンジ0.1μm/VでのDA変換器の分解能は20pmであり、サブナノメートルの変位量まで容易に識別できます(ローパスフィルタ2kHz)。

【図】ピエゾステージの移動量測定

微少振幅の変位測定

振幅4nmp-pの正弦波変位の測定例(ローパスフィルタ2kHz)です。ST-3761は最高感度0.1μm/Vレンジで20pmの出力DA変換器の分解能があります。実際の測定では、測定物の反射率・表面状態、センサの光検出や信号処理などにともなうノイズで識別できる変位分解能が決まります。0.1μm/Vレンジでのノイズを含めた分解能(rms値)は1nm(ローパスフィルタOFF、測定帯域2.5MHz)、0.2nm(ローパスフィルタ2kHz)以下です。

【図】微少振幅の変位測定

ハードディスク・メディアの測定

極めて平滑に見えるハードディスクのメディア面ですが、実際には回転にともなうランアウト、傾き、ばたつきやメディア表面のうねりや粗さなどがあります。変位信号を解析しこれらの要因を把握することができます。ST-3761の高分解能・広帯域性能はこの分野でも有効なツールとなります。

【図】ハードディスク・メディアの測定
【図】ハードディスク・メディアの表面振動測定

*ST-3761は、外国為替および外国貿易法の規定により規制貨物(または技術)に該当しますので、輸出する場合は日本政府の輸出許可が必要です。