ZYGO 4104C | 高精度激光干涉仪控制器 | 纳米级计量与校准解决方案

描述

关键技术规格

• 产品型号: 4104C
• 制造商: ZYGO Corporation
• 所属系统: ZYGO Metrology Instrumentation (ZMI) 平台，兼容 VeriFire™、GPI™ 等干涉仪头
• 测量通道数: 4 路独立干涉信号输入（支持多轴同步）
• 分辨率: ≤ 0.01 nm（λ/64,000，基于632.8 nm HeNe激光）
• 采样率: 最高 10 kHz（单通道），支持动态运动跟踪
• 接口类型:
  • USB 2.0（主控连接）
  • Analog Outputs: ±10 V（可配置为位移、速度或误差信号）
  • Digital I/O: TTL 触发与状态信号（用于外部同步）
• 环境补偿: 支持外接Edlen传感器（如 Zygo 7700）进行空气折射率实时修正
• 软件兼容性: MetroPro™ X, ZMI SDK, LabVIEW™ 驱动
• 工作温度: 15°C 至 30°C（建议恒温实验室环境）
• 认证标准: CE, RoHS, ISO 17025 兼容计量流程

功能定位与应用场景分析

ZYGO 4104C 是高精度光学计量系统中的核心信号处理单元，专为需要亚纳米级测量重复性和长期稳定性的科研与工业应用设计。它解决了传统位移传感器在长行程、非接触、多自由度测量中精度不足、易受环境干扰的问题。通过数字相位检测技术，4104C将来自干涉仪头的光学信号转换为高分辨率位移数据，并支持实时环境补偿，确保在实际车间或洁净室条件下仍能达到实验室级精度。该控制器是实现光学元件面形检测、超精密机床校准、光刻机工件台定位验证等任务的关键基础设施。

典型应用场景包括：

• 场景一：用于半导体光刻设备维护，在晶圆台运动过程中同步采集X/Y/Z/θ四轴位移，验证定位精度是否满足≤±2 nm要求。
• 场景二：作为大型天文望远镜主镜支撑系统的校准工具，测量镜面在重力载荷下的微形变（<10 nm RMS），指导主动光学调整。
• 场景三：用于计量院或OEM厂商的出厂检验——搭配ZYGO GPI干涉仪，对平面标准器进行λ/20平面度认证，满足ISO 10110-5标准。

质量标准与测试流程

我们理解，在纳米计量领域，控制器的相位漂移或噪声底限直接影响测量可信度，其误差可能被误判为被测件缺陷。因此，我们建立了针对干涉控制器的专项计量验证流程：

• 外观与清洁：所有单元在Class 10,000洁净环境下检查外壳密封性、BNC/USB接口无氧化，并使用无尘布清洁散热格栅。
• 上机实测：连接ZYGO标准干涉仪头（如 VeriFire MST）与稳频HeNe激光源，在隔振光学平台上进行24小时零点漂移测试，记录：
  • 静态噪声 RMS ≤ 0.05 nm
  • 24小时热漂移 ≤ 0.3 nm/°C
  • 四通道同步误差 ≤ ±0.1 nm
• 功能诊断：通过MetroPro X执行：
  • 模拟运动测试（使用压电平移台）验证动态响应线性度
  • 环境补偿功能启用/禁用对比，确认Edlen修正有效性
  • Analog输出校准（±10 V对应±10 µm，误差 < 0.01%）
• 质保承诺：仅通过全部测试的控制器方可出库，并提供12个月功能性故障质保，覆盖相位解调失效、通道失步、模拟输出偏移等关键项。

兼容性与升级路径

为确保 4104C 与您的ZYGO测量系统完全兼容，我们的技术顾问提示您注意以下关键信息：

• 硬件/固件：需配合ZYGO稳频激光头（如 7700 或 newer）使用；旧版非稳频激光器可能导致长期漂移超标。
• 配套组件：必须使用屏蔽双绞线连接干涉仪头，电缆长度建议 ≤ 10 m；过长会引入相位噪声。
• 替代关系：4104C 是 4104B 的升级版，主要改进为提升ADC分辨率与USB通信稳定性；可直接替换，无需更改光学配置。