據(jù)埃因霍溫科技大學(xué)報道，電氣工程師斯特凡諾斯·安德魯（Stefanos Andreou）建造了一種非凡的傳感器，其精確度小于原子大小。

　　為了使計算機速度更快，需要更小的芯片，出生于塞浦路斯的博士生安德魯建造了一個傳感器，利用該傳感器可以測量小于原子寬度的形變。光刻機制造商阿斯麥（ASML）也許可以使用這項技術(shù)來提高其機器的精度。

　　使用ASML的最新極紫外光刻機，生產(chǎn)出的計算機芯片其細節(jié)尺寸不超過幾納米，當(dāng)考慮到一毫米相當(dāng)于一百萬納米時，這絕非易事。像這樣的芯片上的電路是使用光刻技術(shù)生產(chǎn)的：借助紫外線將圖案蝕刻到硅片上。由于芯片生產(chǎn)需要在彼此之上堆疊多個圖案，因此硅片（生產(chǎn)中稱為晶圓）的定位需要非常精確。

　　安德魯解釋說，即使是最輕微的晶圓變形也會引起問題，“這些晶圓實際上非常堅硬，但是由于受到重力的作用使它們略微變形。對這種變形的測量使ASML有機會以某種或其他方式對其進行補償，然后獲得了生產(chǎn)甚至更小的芯片的可能性?！?這促使塞浦路斯人以此作為他的博士學(xué)位課題。安德魯致力于設(shè)計一種基于玻璃纖維的特殊傳感器，該傳感器能夠測量每米大約1納米的變形。

　　這種超高精度傳感器的原理是，可以以非常高的精度測量激光頻率的偏差（一種被稱為“光纖布拉格光柵（Fiber Bragg Grating，F(xiàn)BG）”的原理），這種玻璃纖維經(jīng)過了多種處理，對于非常特定的顏色（顏色既光的頻率）的光變得不透明。這個諧振頻率依賴于纖維被拉伸的程度。

　　安德魯解釋說，光纖布拉格光柵可以應(yīng)用于光刻機中的運動部件，用來測量晶圓的變形。在碩士生羅爾·范德宗（Roel van der Zon）的協(xié)助下，安德魯在實驗室中測試了基于這種光纖布拉格光柵傳感器的測量系統(tǒng)?！皩嶋H上，ASML需要數(shù)十個這樣的傳感器，但這沒問題：它們可以廉價生產(chǎn)并且?guī)缀鯖]有重量?！?/p>

　　安德魯博士生指出，他們達到的每米5納米的精度意味著在傳感器尺度上（長度僅為幾厘米）中，可以測量幾十皮米（picometer，10^-12米）的變形。比原子的直徑還小，然而，在達到這種不可能的準(zhǔn)確性之前，必須解決許多問題。

　　其中最重要的是，需要先進的穩(wěn)定技術(shù)來確保由安德魯使用的激光具有正確的頻率，這種激光由Smart Photonics生產(chǎn)的光子芯片產(chǎn)生。最大的挑戰(zhàn)是這樣的，即傳感器的共振頻率不僅取決于變形，還取決于溫度。安德魯解釋說?！斑@種影響實際上要大得多， 當(dāng)溫度變化千分之一攝氏度時，它將導(dǎo)致測量偏差，相當(dāng)于每米變形10納米?！?/p>

　　為了補償不可避免的溫度波動，安德魯將用于測量的激光分為兩個分量：“對于這些分量或偏振態(tài)中的每一個，光纖在溫度和諧振頻率之間顯示出不同的關(guān)系。這抵消了溫度的影響，從而可以非常精確地確定變形，準(zhǔn)確度是過去的十倍。一旦系統(tǒng)得到充分優(yōu)化，就應(yīng)該可以對此進行改進?！?/p>