提到Zygo,大家第一时间就想到了干涉仪。的确,Zygo干涉仪目前已经被公认为光学工业和研究室中的标准光学检测仪器。那么,Zygo究竟是一家怎样的企业,它的主营业务是什么,它为什么会如此成功,让我们一起来了解。
01 基本情况
Zygo是一家以设计和制作高精度光学元件、模组与先进光学测量系统为主业的美国企业,始建于1970年,总部位于美国康涅狄格州,当前有500名高技能的员工。使命是通过提供精密的光学和测量方案来促进客户成功。
02 主要发展历史
1970年公司成立,成立之初的目标是,通过应用创新的抛光方法,成为平面光学元件的顶级制造商。要做就做到最好,做到极致。
1972年,在市场上推出商用菲索式激光干涉仪,用于测试光学元件表面形貌。当时,光学计量是Zygo光学加工的“附加补充业务”。
1980年,获得劳伦斯利弗莫尔国家实验室的合同,为NOVA激光项目制造平面光学元件。开始为半导体光刻设备,提供基于差频激光干涉,高精度位移ZMI检测方案。成为光刻机位移控制系统的主要供应商。
1989年,推出Mark系列菲索激光干涉仪,以及Metropro软件,可以在计算机控制下,进行压电陶瓷机械移相,以及数据采集和分析。
1990年,推出干涉扫描显微镜,NewView 100,用于测量精密抛光表面粗糙度、纹理及微结构参数。
1997年,与美国国家点火项目合作,为激光聚变项目(罗彻斯特大学高能激光实验室)提供数千块米级平面光学器件。至今,Zygo仍是强激光项目光学器件在世界范围内的首要供应商。相应的有4米抛光机2台,2m的环抛机约10台及许多台小型抛光机。
2009年,推出MST波长调谐干涉仪。
2010年,Metropro软件升级到新的Mx平台,用于所有的干涉计量产品。旗舰产品Nexview白光干涉显微镜推出,拓展了Zygo测量复杂表面形貌的应用范围。同年,超精密光学(EPO)在加利福尼亚Richmond成立,加工制造用于EUV光刻物镜,引力波天文台(LIGO)的超精密光学器件。
2013年,为半导体光刻设备,推出了基于光学外差编码器的新产品线,旨在解决半导体光刻系统中的空气湍流问题。同时推出ZPS干涉式位置传感器,噪声级别为10pm/Hz,可用在同步辐射加速器源的自适应光学系统上,用于实时X射线调节优化。
2015年,在高速增长的消费电子市场上,推出Compass系统,用于量测非球面注塑透镜及模具。
Zygo的发展也遇到过严重的挑战,2000年,在互联网热潮中,股价攀升到令人眩晕的高度,盈利能力和业务增长似乎没有限制,当然最终泡沫破裂了。
2008年金融危机爆发时,Zygo正在投资进军半导体工业,金融危机造成该行业的设备采购急剧下降,被迫缩减了这一计划。(中国的研发专项,贡献了Zygo的1/2的营收,挽救了该公司)。立式上的挫折,让Zygo学到了宝贵的经验教训,成为一个成熟有韧性的公司。
2014年,Zygo加入阿美特克商贸超精密技术部门(AMETEK Ultra Precision Technology),该UPT部门包括世界知名计量公司,如Taylor Hobson,Solartron,Reichert,Creaform以及精密工程制造Precitech,Streling Ultra precision和TMC等。在AMETEK集团中,Zygo与各兄弟公司在技术上进行合作,共享资源。
03 主营业务
(1) 3D光学表面轮廓仪,应用范围从表面形貌和波纹度到样品的粗糙度和微观结构表征,从超光滑亚埃光学表面到极其粗糙和漫反射3D打印表面,包括:
ZeGage Pro、NewView 9000、NewView NX2、都是基于Zygo 的相干扫描干涉仪技术(Coherence ScanningInterferometry ,CSI )的表面轮廓仪;
Compass系统,用于对微透镜的尺寸、面形做测试;
Nexview 650,用于对大尺寸元件的结构做测试,如PCB板,注塑模具等。
OEM,定制化系统;
SmartSetup系统,可以自动化的对元件做表面轮廓测试,不需要操作员的手工执行;
(2) 激光干涉仪及标准镜:
VerifireTM系列,高性价比的光学车间干涉仪;
DynaFiz动态干涉仪,可以在振动环境下使用;
Verifire HD/HDX,用于中频表征,是分辨率高,仪器传递函数好的干涉仪。
Verifire MST,多表面测试干涉仪,分析厚度、不均匀性等指标。
红外干涉仪,宏宇从近红外到SWIR、MWIR和LWIR的工作波长下测试光学系统和材料;
Verifire XL,12英寸向下看式工作站,用于窗口、平面反射镜的测试;
大孔径系统,12英寸、18英寸、24英寸和32英寸干涉仪。
向上看或向下看的立式工作站;
干涉仪配件,标准镜头,CGH等。
(3) 干涉仪Mx软件,用来与三维轮廓仪、激光干涉仪、自动测量等配合使用的一款多用途软件。
(4) 纳米定位传感器,包括:
ZMI位移测量干涉仪;
绝对位置传感器;
(5) 光学元件,主要产品如下:
a平面窗口、反射镜;
b球面透镜,加工范围50-700mm;
c非球面和自由曲面,最大可以做到600mm,RMS优于0.1nm。
i. 许多几何形状,包括轴上和离轴非球面、自由曲面(非旋转对称)、球面、轴棱锥、相息图和其他衍射表面
ii. 材料范围很广,包括:低膨胀陶瓷:Zerodur、Clearceram、ULE 等。硬质材料:碳化硅(SiC)、氮氧化铝、尖晶石。软性材料:氟化钙(CaF2)、氟化镁(MgF2)。标准玻璃:BK7、SF-11。其他晶体材料:锗(Ge)、硅(Si)。金属:铝(Al)、镍(Ni)
d. 分光棱镜;
e. 长直边镜;
f. 镜坯轻量化、镀膜服务。
(6) 光学模组,主要产品如下:
折射、反射及折返式望远镜,用于无人机或其它机载镜头、激光通信望远镜;
显微镜物镜和成像系统,生物荧光显微镜、牙科成像。
激光束传输系统;用于材料加工、激光手术,激光照明、整形匀化等。
复杂系统,包括由光纤、显示器、光栅/衍射元件等元件组成的系统,用于头盔显示,无光罩光刻照明器和投影系统,定制测试设备等。
04 总结
与Zeiss或Nikon相比,Zygo的业务相对单一,是一家规模不大,做的非常精的公司,主要产品是三维轮廓仪、激光干涉仪、精密光学元件及模组。经过50年的发展,Zygo已经成长为国际著名的光学企业,其生产的仪器也做为光学测量的标准设备在使用。或许就像其宣传的,Zygo的竞争力和成功源自与深入公司基因里的价值观,即对高精度的激情,对质量的痴迷,客户关系中的诚信,以及对所做的一切事情的自豪感。