Attocube激光干涉多轴测量原理 基于IDS3010
辐射严苛环境中的激光干涉测量技术 M12传感头耐辐射能力测定
同步加速器技术目前广泛应用于生物科学（如蛋白质晶体学）、医学研究（如微生物学）、工程学（如裂纹演变的高分辨率成像）以及先进材料研究（如纳米结构材料）等领域。在这些应用中，当对透镜、布拉格反射器、狭缝或标靶等物体进行定位时，通常需要纳米级的高分辨率。此类机械装置需具备紧凑性和稳定性，以减少热漂移和定位误差。此外，应尽可能降低运动部件的质量，以优化机械性能并减少定位误差。
基于上述应用需求，位置编码需尽可能靠近运动物体，因此编码器需布置在受辐射区域，甚至可能与聚焦的X射线或粒子束同轴放置。
attocube的激光干涉测量系统具备皮米级分辨率、真空兼容性，且读数装置远程布置，是此类应用的理想工具。本文展示了该位移传感器/IDS激光干涉仪在极端辐射条件下的运行能力，为在同步加速器光束线附近或其他高辐射环境中使用干涉测量系统及子系统提供了可能。
M12等传感头已通过放射性环境（辐射剂量高达10兆戈瑞）的适用性验证。本研究聚焦于使用钴-60源（1.17 MeV/1.33 MeV γ射线及0.31 MeV β射线）辐照下该传感器的耐辐射能力。实验表明，在高达3兆戈瑞的辐照过程中，传感器读数未出现显著偏差。在第二项测试中，传感器头在辐照前（最高10兆戈瑞）后对固定目标的测量亦未显示明显位置偏差。
实验装置
两个attocube超高真空型M12传感器头（一个配备抗反射镀膜透镜，另一个未镀膜）通过聚酰亚胺光纤连接至辐照区域（剂量率为1戈瑞/秒）。传感器头安装于铝制支架中，预计因温度变化导致的位置漂移为20纳米/℃。采用镀金防辐照硬化镜片构建3毫米间距的腔体。
控制器置于辐照室外，并安装在非辐射区的温控腔体内。整个测量周期内，腔体温度稳定性优于1℃。实验结束时，水等效总累积剂量为3.024兆戈瑞。
图1展示了实验装置的侧视图与正视图。
a) 侧视图：一个传感器轴向对准辐射源，另一个位于源下方。中央辐射源均匀照射。 b) 正视图：注意装置下方的真空穿通件（同样接受辐照）。
图2a
图2b
测量结果
图2a 显示了测量过程中的位置数据（采样率为1千赫兹）。图中每个点为100次测量的平均值。在34天的测量周期及3兆戈瑞累积剂量下，镀膜传感器头的位置漂移仅为150纳米，未镀膜传感器头为400纳米。由于信号全程稳定，位置不确定度（标准偏差）始终优于10纳米。
未镀膜传感器头在累积剂量达2兆戈瑞（22.5天）后漂移略有增加，此前两者性能相近。
图2b 展示了编码器位置（红色）与控制器位置（蓝色）的温度变化，全程波动小于1℃。
结论
本文展示了attocube M12传感头的辐射测试结果。实验装置在机械振动条件下表现稳健，34天测量周期内的位置不确定度小于10纳米，全程位置稳定性保持在数百纳米以内。
该传感器在辐射严苛环境中的适用性为新型应用提供了可能，例如超高真空装置内光束准直器位移、劳厄透镜位置测量等。
本项研究由CERN完成，辐射测试由Fraunhofer研究所执行。
IDS3010 multi-axis laser interferometer
皮米激光测距干涉仪
该设备凭借超高测量精度脱颖而出，实现了 10 ppb 的真空波长精度与波长稳定性。其核心采用了 DFB激光器 结合 高精度参考气室 的独特技术方案，不仅保证了测量的准确性，更赋予了设备长达 10年 的使用寿命和极低的维护需求。
在设计上，它采用紧凑且模块化的架构，支持灵活的三轴测量，传感器探头直径更是小至 Ø 1.2 mm，能够轻松应对各种受限空间。此外，该设备具备极强的环境适应性，可在真空、超低温及强磁场等极端条件下稳定工作。
凭借其卓越性能，该产品被广泛应用于半导体测量与控制、精密光学测量、航空航天以及同步辐射大科学装置等前沿科技领域。