纳米定位平台的设计从上面的简要介绍中可以清楚地看出,为什么只考虑每个轴的共振频率无法提供纳米定位系统性能的准确图片。也正因如此,多数情况下,只有定制系统才能满足各个应用程序的特定要求。例如,必须选择与应用相匹配的共振频率特性的结构材料和平台设计。此计算中的一个关键因素是施加的载荷。这就是为什么我们经常在许多数据表中关注负载性能,因为这个标准能更好地反映平台的实际用途。一般来说,作用在平台上的负载越大,平台的共振频率就越低。我们的高刚度平台意味着共振频率受负载变化的影响较小,因此任何动态调谐对负载的变化都不太敏感。 中空式压电纳米定位台在其台面的中心区域具有通孔。压电物镜定位系统控制技巧
纵观纳米测量技术发展的历程,它的研究主要向两个方向发展:一是在传统的测量方法基础上,应用先进的测试仪器解决应用物理和微细加工中的纳米测量问题,分析各种测试技术,提出改进的措施或新的测试方法;二是发展建立在新概念基础上的测量技术,利用微观物理、量子物理中新的研究成果,将其应用于测量系统中,它将成为未来纳米测量的发展趋向。但纳米测量中也存在一些问题限制了它的发展。建立相应的纳米测量环境一直是实现纳米测量亟待解决的问题之一,而且在不同的测量方法中需要的纳米测量环境也是不同的。同时,对纳米材料和纳米器件的研究和发展来说,表征和检测起着至关重要的作用。由于人们对纳米材料和器件的许多基本特征、结构和相互作用了解得还不很充分,使其在设计和制造中存在许多的盲目性,现有的测量表征技术就存在着许多问题。此外,由于纳米材料和器件的特征长度很小,测量时产生很大扰动,以至产生的信息并不能完全显示其本身特性。这些都是限制纳米测量技术通用化和应用化的瓶颈,因此,纳米尺度下的测量无论是在理论上,还是在技术和设备上都需要深入研究和发展。 纳米级光学扫描台纳米定位平台的工作原理图。
压电纳米位移台的结构压电纳米定位台具有移动面,是通过带有柔性铰链的机械结构将压电陶瓷产生的位移及出力等进行输出,分直驱与放大两种结构。以压电陶瓷作为驱动源,结合柔性铰链机构实现X轴、Z轴、XY轴、XZ轴、XYZ轴精密运动的压电平台,驱动形式包含压电陶瓷直驱机构式、放大机构式。具有体积小、无摩擦、响应速度快等特点,配置高精度传感器,可实现纳米级分辨率及定位精度且具有较高的可靠性,在精密定位领域中发挥着主要作用。
近年来,由于光通信技术飞速发展,光纤连接器作为光通信基本的光源器件,所以对其质量及可靠性有了更严格的要求。为了提高光纤连接及光信号传输的效率,因此光纤端面的检测至关重要。为得到光纤端面的三维参数,通常根据光学干涉来进行测量。其中由压电陶瓷控制器控制的压电纳米定位台用于移动3D干涉仪系统中米罗的干涉物镜或光纤连接器以产生位相移动,分5步位相移动,每移动一步后由CCD摄像头读取干涉条纹。压电纳米定位台内部采用无摩擦柔性铰链导向机构,一体化的结构设计。机构放大式驱动原理,内置高性能压电陶瓷,可实现100μm位移。闭环版本定位精度可达纳米级。采用有限元仿真分析优化柔性铰链结构,柔性导向系统具有超高的导向精度,具有高刚性、高负载、无摩擦等特点。 “台”则是它的外形形态,类似一个平台。
温度的变化会对压电纳米定位台的性能产生很大的影响,像静电容量的参数值会随着温度的升高而增加,过高的温度会降低其性能以及使用寿命。同样,压电纳米定位台的静电容量也会随着温度的降低而降低,从而它的位移参数也会相应降低,出力也随之降低。但由于低温环境下,压电纳米定位台的驱动源PZT压电陶瓷材料抵抗退极化的能力急剧增加,在低温环境下,可以双极性驱动压电纳米定位台,以获得更大的位移。低温压电纳米定位台具有非常广泛的应用,在基于金刚石NV色心量子传感器对微观尺度的磁场或电场物理量的测量,其中镜头移动或样品移动;在量子信息及精密探测等实验中,对金刚石NV色心的精确定位;探测样品在低温、强磁场环境下的荧光以及一些其他量子特性,对量子点等量子材料进行精确扫描;微纳光学腔的耦合调节;超导磁体内真空低温环境下的精确定位;F-P微腔调节,例如利用光学手段在低温固体中寻找单个自旋;完成低温环境下稳定的位移控制,从而实现稳定的低温量子体系,用于量子通信、量子计算、量子存储器等;光学谐振腔或光学干涉仪的相位锁定等。 压电纳米定位台的工作原理及典型应用。显微镜压电纳米样品台报价
压电纳米定位台广泛应用于半导体设备、显微成像、纳米技术、激光与光学、生物医学、航天航空等领域。压电物镜定位系统控制技巧
刚度:刚度是使物体产生单位变形所需的外力值。刚度与物体的材料性质、几何形状、边界支持情况以及外力作用形式有关。硅HR传感器:Piezoconcept使用温度补偿的高分辨率硅传感器网络来达到极高的长期稳定性。这种测量装置能够测量皮米范围内的位置噪声,其反应不像其他专业传感器那样依赖于污染物的存在和气压的变化。反冲力:反冲力是改变方向时发生的定位误差。齿隙可由预载推力不足或驱动部件啮合不准确引起,如齿轮齿。Piezoconcept的挠性运动平移机构和压电执行器设计本质上是没有反冲的。电控位移台也称为电控平移台是一种依靠步进电机驱动的执行装置,通过丝杠将步进电机的角位移转换为平台位移。通常情况下该系统由三部分组成:位移台、电机和控制器。驱动电机及控制器主要决定驱动扭矩、分辨率、加减速度、信号处理等性能参数。位移台则是系统的心脏,主要指标参数有位移精度、行程、负载、稳定性、适用环境等。 压电物镜定位系统控制技巧
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