历史

50 年的高精度
由 Zygo Corporation 公司研发部执行董事 Peter de Groot 博士撰写

“我们需要为新公司取一个名字，”Carl Zanoni 建议道。“简短的，不是我们的名字或缩写，……但必须能用外语发音，像柯达（Kodak）或施乐（Xerox）这样的名字。”Paul Forman 和 Carl 各拿了一本字典。Paul 从前面开始，Carl 从后面开始。Carl 找到了“zygo”，它的意思是“桥梁”或“连接纽带”，象征着以新英格兰的卫斯理安大学和日本的佳能公司这两大投资者为代表的学术界和工业界之间的合作。就这样，Paul、Carl 和 Sol Laufer 为他们的新公司找到了名字，1970 年 6 月 23 日，Zygo 公司及其商标 ZYGO® 标志诞生了。

ZYGO 最初是在康涅狄格州 Middletown 的卫斯理安大学校园内 High Street 一栋房子的二楼的三个房间里开始做起的。1970 年的第一个夏天，Sol 每天都会把他卧室里的空调装到 Paul 的沃尔沃车后备箱里，以便白天在 High Street 的房间里使用，然后每天晚上再把空调带回家。成功需要不断的扩张，公司成立仅三年后，16 名 ZYGO 员工就搬进了一个全新的 1000 平方英尺的工厂，它位于邻近的 Middlefield 镇上的一个宜人的乡村里。如今，Middlefield 公司的园区占地面积已经达到了 16 万平方英尺，在全球范围内还设有 10 个办事处和生产基地，并拥有 500 多名员工。

ZYGO 成立的目标是创造出远超当时技术水平的光学元件。正如 Paul 所说，“我们的愿景是无论我们着手做什么，都要做到最好”。公司最初的一个重大项目是开发出一台能够以前所未有的速度和精度生产非球面透镜的机器。他们开发出的非球面生产设备使用了空气轴承和创新的闭环计算机控制，并在砂轮和工件之间采用了刚性结构。这台设备生产出的表面非常光滑，很难看出它其实是没有经过抛光的。佳能 FD55 mm f/1.2 AL 是世界上第一款采用非球面光学元件的可互换 35 mm 单反相机镜头，由于 ZYGO 的非球面生产设备，它在最大光圈范围内实现了很高的清晰度。

ZYGO 的首要任务一直是建造世界一流的光学制造设备，用于生产最高精度的平面。

ZYGO 最初是一家高质量光学元件制造商。这些用于高能激光器的平面放大器就是其制造的光学元件之一。
1980 年，ZYGO 获得了劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的合同，任务是为 NOVA 激光项目制造平面光学元件。由于专业能力不断提高，1997 年，LLNL 国家点火设施委托 ZYGO 为有史以来最大的激光聚变项目提供数千米级的平面光学器件，包括窗口和激光倍频晶体。这使得 ZYGO 的平面抛光能力在 20 世纪 90 年代有了很大的提升，并在 Middlefield 定制设计了许多机器和测试设施。今天，ZYGO 是世界上最强大的激光器的高通量光学器件的首要供应商。

在公司成立后不久，ZYGO 就推出了第一台实用的激光菲索干涉仪，用于测试光学元件，这个新增的产品线用于补充制造业务。公司于 1972 年 12 月 6 日发布的“GH 型干涉仪系统”手册描述了该产品独特的操作特点：可互换的参考平面、快速简便的设置、同时观察和拍摄以及不受限制的测试工作区。该系统可以“……对镀膜和未镀膜的光学元件、表面和系统进行几乎所有必要的测量”。

1977 年，ZYGO 推出了 ZYGO 干涉图处理器 ZIPP，它是第一种商用的定量干涉图数据还原方法，既可以处理视频显示器上显示的干涉图，也可以处理 Polaroid® 照片上的干涉图。

到 1989 年，Mark-IV 激光菲索已经实现了完全自动化，可以使用基于 HP-windows 的 MetroPro™ 软件进行数据采集和分析。随着 GPI™ 和 Verifire™ Asphere 平台的推出，激光干涉仪产品线不断发展壮大，覆盖了从 10 mm 到 800 mm 的工作孔径，并确立了 ZYGO 在光学测试领域的领先地位。

20 世纪 80 年代，ZYGO 决定为高要求的半导体制造应用解决光刻设备运动台的定位挑战。其基本技术是外差式视线激光干涉法，它的主要优势是高精度，同时几乎消除了阿贝偏移误差。通过与战略合作伙伴合作，ZYGO 推出了最初的 Axiom 2/20，并成为此类计量系统的主要供应商，它们可以集成到最先进的光刻系统中。

现代 ZMI 产品线延续了这些优势，采用 ZYGO 制造的稳定激光器和专有的声光晶体调制器，其复杂的光学系统可同时监测线性位移、倾斜角和顶端角，而其高速电子器件则能够以每秒几米的速度监测标线和晶片台的运动，精度达到纳米级。

20 世纪 90 年代初是干涉显微镜快速发展的时期。长期以来，干涉显微镜一直被认为是一种非常有局限性的技术，只适用于光滑的光学或抛光金属表面，而新的白光显微镜方法则消除了它的局限性，使其能够测量几乎任何类型的表面。ZYGO 的第一款相干扫描系统 NewView™ 100 可以快速、精确地测量机加工、磨削或多纹理表面以及超抛光滑表面。到 2000 年初，ZYGO 率先将高精度的非接触式干涉测量法应用于以前人们认为此类仪器无法测量的汽车零部件，提高了燃油效率，减少了生产环境中的空气污染。该产品线不断扩大，目前已有数千台 ZYGO 光学轮廓仪被安装在世界的各个角落，它们适用于从半导体制造到精密加工等市场。

2003 年，一群来自康宁的才华横溢的光学设计师和开发工程师加入了 ZYGO，组成了今天位于加州尔湾的 Electro-Optics 小组。E-O 小组曾经参与过的项目包括：为第一台激光角膜切割设备提供光束线光学器件、开发牙齿的三维成像系统、无热多色成像透镜等。该 E-O 小组还率先开发了高性能的混合现实系统——先进的头盔显示器（AHMD）。该系统可在飞行模拟器应用中，将计算机生成的场景叠加在真实世界的环境上。除了这些成就外，ZYGO E-O 小组目前还是紧凑型天基地球成像卫星望远镜的最大供应商。

公司发展的历程并不总是一帆风顺的。在 2000 年初，像许多高科技公司一样，ZYGO 通过 TeraOptix® 部门将自己推向了电信业的热潮。很快，股价就攀升到了令人眩晕的高度，盈利能力和增长似乎没有极限。当然，泡沫破裂了，随后所有人都被召集起来协商公司的重组和复苏。另一项针对前端半导体晶圆计量的计划遇到了 2008 年的全球金融危机，当时该行业的资本设备采购量急剧下降，ZYGO 缩减了这项计划，只开展了少量的 OEM 业务。这些挫折磨练了 ZYGO，使其坚韧不拔，并从中学到了宝贵的经验教训。

从 2010 年开始，新的机遇振兴了 ZYGO 所服务的市场，这是一个加强和扩大产品线的时机。作为行业风向标的 ZYGO MetroPro™ 软件经过全面改进，并升级到适用于所有干涉计量产品的新 Mx™ 平台。旗舰产品 Nexview™ 干涉显微镜极大地扩展了光学非接触式计量在复杂结构上的应用范围，包括测量增材制造部件的表面和部分透明薄膜层。

ZYGO 光学轮廓仪技术是新的 Compass™ 系统的核心，用于测量手机摄像头和新兴的数字沉浸式显示器等消费类电子产品的微型非球面。最新的激光菲索 Verifire™ MST 波长调制干涉仪可对薄型透明玻璃光学器件的多个表面进行分离，而新的光学测试平台既可通过软件减振，也可提供基于数字全息的“一次到位”动态数据采集。

ZYGO Extreme Precision Optics（EPO）部门成立于 2010 年，由位于加州里士满的前 ASML 资产组建而成。EPO 负责生产一些世界上最精确的光学元件，包括从用于光刻的 EUV 投影透镜到用于激光干涉引力波天文台（LIGO）的测试质量等。

半导体光刻行业持续不断的需求为精密定位系统小组在 2013 年推出基于创新型光学外差编码器的新产品线创造了机会，它们被设计用于解决半导体光刻系统中的空气湍流问题。ZYGO 的新 ZPS 光纤干涉式位置传感器可以提供多达 64 个通道的绝对距离测量，噪声水平为 10 pm/Hz，每天的漂移量仅为几纳米，目前正在被部署在先进同步辐射源的自适应光学器件上，用于实现实时 X 射线光束调节。

在创始人退休后，也是时候将 ZYGO 交给下一代领导层并为公司的未来重新定位了。2014 年，ZYGO 加入了 AMETEK 的超精密技术部。UPT 超精密技术部包括姐妹计量公司 Taylor Hobson、Solartron、Reichert 和 Creaform，以及精密工程领域的领袖 Precitech、Sterling Ultra Precision 和 TMC。ZYGO 秉承传统，继续开发新产品，不断开拓创新，同时与新的 AMETEK 姐妹公司享受互惠互利的合作。

从一开始，ZYGO 的商业计划就建立在解决行业中尚未满足的关键需求之上。用 Sol 的话说，“我们能做到……只有想不到没有做不到。”这意味着要聘请一流的员工，包括能够从创意一直到产品发布提出新解决方案的领先工程师。专利文献中有 8200 多处提到了 ZYGO 的 375 项美国授权专利中的专利。学术期刊、教科书和会议论文集一共包括数百篇由 ZYGO 员工撰写的论文、书籍章节和综述文章。ZYGO 的科学家们积极参与应用光学和精密制造学科的专业协会、标准委员会、大学合作和专业出版活动。

公司从最初的小规模发展到了今天的精密光学制造和干涉计量领域公认的机构。ZYGO 这个名字已经成为用于测量表面面形轮廓和纹理的仪器以及尖端光学元件和系统的代名词。ZYGO 也一直在践行在国际市场和全球卓越中心之间架起一座桥梁的理念。公司的使命仍然是“通过提供创新的精密光学和计量解决方案，帮助客户取得成功”。当我们把目光投向未来的挑战时，这种使命感依然相当强烈。50 年过去了，那些当初创业的画面现在仍记忆犹新，想想就觉得不可思议。