光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2011年
4期
836-843
,共8页
陈代谢%殷伯华%林云生%初明璋%韩立
陳代謝%慇伯華%林雲生%初明璋%韓立
진대사%은백화%림운생%초명장%한립
原子力显微镜(AFM)%高速扫描%Z向控制%前馈反馈混合控制
原子力顯微鏡(AFM)%高速掃描%Z嚮控製%前饋反饋混閤控製
원자력현미경(AFM)%고속소묘%Z향공제%전궤반궤혼합공제
为了扩大原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)使用范围,研制了一套大范围高速AFM系统.针对大范围高速扫描时Z方向控制问题,提出了前馈反馈混合控制方法.前馈控制包括自动调平前馈和基于前一行扫描前馈,前者通过多线扫描确定样品倾斜位置,将所有扫描点的倾斜位移差用函数式表达,然后将其换算为Z向驱动电压后驱动下扫描器运动;后者利用前一行扫描高度数据作为当前行Z向扫描器驱动的参考输入.反馈控制为在普通比例-积分(PI)控制基础上改进的动态P参数PI控制,P参数设置与误差大小有关.实验结果表明:采用本控制方法最大控制误差由40.17 nm减小为6.01 nm,误差均方根值由22.85 nm减小为2.01 nm,明显抑制了误差信号,提高了Z向控制效果,获得了更精确的高度图像.
為瞭擴大原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope,AFM)使用範圍,研製瞭一套大範圍高速AFM繫統.針對大範圍高速掃描時Z方嚮控製問題,提齣瞭前饋反饋混閤控製方法.前饋控製包括自動調平前饋和基于前一行掃描前饋,前者通過多線掃描確定樣品傾斜位置,將所有掃描點的傾斜位移差用函數式錶達,然後將其換算為Z嚮驅動電壓後驅動下掃描器運動;後者利用前一行掃描高度數據作為噹前行Z嚮掃描器驅動的參攷輸入.反饋控製為在普通比例-積分(PI)控製基礎上改進的動態P參數PI控製,P參數設置與誤差大小有關.實驗結果錶明:採用本控製方法最大控製誤差由40.17 nm減小為6.01 nm,誤差均方根值由22.85 nm減小為2.01 nm,明顯抑製瞭誤差信號,提高瞭Z嚮控製效果,穫得瞭更精確的高度圖像.
위료확대원자력현미경(Atomic Force Microscope,AFM)사용범위,연제료일투대범위고속AFM계통.침대대범위고속소묘시Z방향공제문제,제출료전궤반궤혼합공제방법.전궤공제포괄자동조평전궤화기우전일행소묘전궤,전자통과다선소묘학정양품경사위치,장소유소묘점적경사위이차용함수식표체,연후장기환산위Z향구동전압후구동하소묘기운동;후자이용전일행소묘고도수거작위당전행Z향소묘기구동적삼고수입.반궤공제위재보통비례-적분(PI)공제기출상개진적동태P삼수PI공제,P삼수설치여오차대소유관.실험결과표명:채용본공제방법최대공제오차유40.17 nm감소위6.01 nm,오차균방근치유22.85 nm감소위2.01 nm,명현억제료오차신호,제고료Z향공제효과,획득료경정학적고도도상.
