微纳位移传感器,是一种可以在微米、纳米尺度上探测微小位移变化的高精度传感器。
位移传感器,是探测物体运动过程中的位置移动相关物理量转换为电信号输出的装置。位移传感器可以广泛应用在电子、汽车、工业设备、医疗设备、航空航天等领域。随着下游行业技术不断升级,市场对位移传感器的精度要求不断提高,分辨率达到微米级、纳米级的微纳位移传感器受关注度不断提升。
根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2030年中国微纳位移传感器行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,微纳位移传感器可以应用在半导体、高端工业装备、生物医学、光学显微成像、精密测量等领域。例如在半导体领域,微纳位移传感器可以应用在光刻环节,光刻是通过光学投影将掩膜版的电路图案复制到硅晶圆上的过程,在光刻过程中,光刻图案要精确对准硅晶圆相应位置,微纳位移传感器可以应用在此环节中,用来确保刻写线条的位置精度。
在光学显微成像领域,普通光学显微镜、冷冻电子显微镜、激光扫描共聚焦显微镜等多种技术,均需要样本能够快速移动并定位、镜头快速对焦,这就需要采用纳米级定位技术,纳米级运动控制系统不可或缺,而能够实现超精密传感的微纳位移传感器是其中重要一环。
微纳位移传感器可以基于光栅、电容、电感、磁致伸缩等原理来实现。光栅位移传感器采用光栅叠栅条纹原理测量位移,抗干扰性强,分辨率可达到纳米级别;电容位移传感器基于电容变化原理测量位移,灵敏度高,测量精度稳定性好;电感位移传感器利用线圈感应系数变化测量位移,灵敏度高,分辨率高;磁致伸缩位移传感器基于磁致伸缩原理测量位移,抗干扰性强,测量精度高。
2023年12月,我国国家发改委修订发布新版《产业结构调整指导目录(2024年本)》,于2024年2月1日正式施行,鼓励类项目智能制造板块,将传感器列入,微纳位移传感器是其中之一。
新思界
行业分析人士表示,我国微纳位移传感器相关研究机构正在增多。中国科学技术大学团队通过微纳结构的光场调控技术取得了亚纳米级测量精度,基于此实现了平面内纳米位移的高精度光学感测;长春工业大学研发团队基于柔性铰链机构与压电叠堆技术,研发出微纳压电位移台,样机技术指标为平台运动行程大于10mm,定位精度小于50nm。