New Laser Method for Measuring Millimeter Distances With Picometer Accuracy

A new laser-based method for measuring millimeter distances more accurately than ever before--with an uncertainty of 10 picometers (trillionths of a meter)--has been developed and demonstrated by a physicist at the国家标准技术研究所(NIST). This is akin to measuring the distance from New York to Los Angeles with an uncertainty of just 1 millimeter. The technique may have applications in nanotechnology, remote sensing and industries such as semiconductor fabrication.

激光光通常用于通过计算两个点之间的光的波长数量(波浪模式的连续峰之间的距离)来测量距离。由于波长非常短(最经常使用的红光的633纳米),因此该方法本质上非常精确。

但是,纳米技术和装置制造中的现代问题需要不确定性远低于633 nm。

A more precise method, described in the December issue of the美国光学学会杂志,涉及测量激光光而不是波长的频率。激光灯位于两个高反射镜之间,以创建器官管的光学类似物。可以通过以已知频率的声波驱动管道来测量器官管的长度。当管道以其“自然”频率之一驱动时,该管道发出的声音最大,通常称为谐波。当确定其中一个或多个这些频率时,可以确定管道长度。在NIST工作中,仅当光频率与谐波频率匹配时,光才能通过两个镜子传输。该频率可用于确定镜子之间的距离。

虽然此方法先前已用于测量短距离(1千分尺的订单),但新工作通过证明25毫米的范围扩展了25,000倍。(最终,设计应容纳多达50毫米的范围。)此外,论文中描述的NIST方法激发了光学系统的两个谐波,而不是一种谐波,而不是一种冗余,可以增加范围,同时达到生态表的精度。

http://www.nist.gov/

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