测量大型物体的小运动是比较*的,但是当移动部件的尺寸为纳米级时,难度就会加大。精准测量微观物体的微小位移的能力,可用于检测微量的危险生物或化学试剂,完善微型机器人的运动,纳米级位移测量技术,精准部署气囊,以及检测通过薄膜传播的较弱声波。
研究人员测量了一个黄金纳米颗粒的亚原子级运动。他们在这个黄金纳米颗粒和一个金片之间设计了一个宽约15纳米的小气隙来进行测量。这个间隙非常小,因此激光无法贯穿其中。
然而,光能表面等离子体激元,即电子组的集体波状运动,被限制在沿着这个黄金表面和空气之间的边界行进。
研究人员利用了光的波长,即光波的连续峰之间的距离。只要选择恰当的波长,或者说频率,激光就可以使特定频率的等离子体激元沿着间隙来回振动或起振,如同拨动吉他弦产生的混响。同时,当纳米颗粒移动时,它会改变间隙的宽度,并且还会像调谐吉他弦一样,改变等离子体激发共振的频率。
纳米级重复定位精度**精密传动、驱动控制技术。为了实现光学级的确定性**精密加工,机床必须具有纳米级重复定位精度的刀具运动控制品质。伺服传动、驱动系统需消除一切非线性因数,特别是具有非线性特性的运动机构摩擦等效应。因此,采用气浮、液浮等无静摩擦效应轴承、导轨、平衡机构成了必然的选择。伺服运动控制器除了高分辨、高实时性要求外,控制算法模式也需不断进步。