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壓電掃描臺的介紹及其應(yīng)用

更新時間: 2018-08-27

壓電掃描臺是中心具有通孔的壓電納米定位臺,它也是基于壓電陶瓷驅(qū)動,采用柔性鉸鏈設(shè)計(jì),具有無機(jī)械摩擦、分辨率高等特點(diǎn),壓電掃描臺內(nèi)部可集成高精度傳感器。產(chǎn)品主要應(yīng)用于透光精密光學(xué)器件的定位與調(diào)整、生物顯微與光學(xué)顯微成像系統(tǒng)等。

壓電掃描臺的中孔設(shè)計(jì),從適用于小型設(shè)備(如紅外熱成像)的小通孔的壓電掃描臺到大型設(shè)備(如大口徑干涉儀)用的大通孔壓電掃描臺,具有多種中孔尺寸可選。

 

壓電掃描臺的運(yùn)動方向可自由選擇,如一維X向、一維Z向、二維XY向、三維XYZ向運(yùn)動等,壓電掃描臺的行程范圍從8μm至370μm范圍內(nèi)自由選擇。

N12壓電掃描臺

N12系列壓電掃描臺為1~3維并聯(lián)式壓電掃描臺,臺體中心方形通孔,通過采用有限元仿真分析優(yōu)化結(jié)構(gòu),具有超高的導(dǎo)向精度、高剛性、大負(fù)載、無磨損等特點(diǎn),平臺內(nèi)可選擇配置高性能傳感器進(jìn)行全閉環(huán)反饋,實(shí)現(xiàn)滿行程0.04%的重復(fù)定位精度。

 

芯明天N12壓電掃描臺

N12系列納米定位臺體積非常小巧,位移可達(dá)110μm。*的平行運(yùn)動學(xué)設(shè)計(jì)原理,使得平臺可以實(shí)現(xiàn)XYZ軸高速精密運(yùn)動。這款產(chǎn)品的應(yīng)用非常廣泛,從光學(xué)研究到工業(yè)化OEM系統(tǒng)等。

N12系列壓電掃描臺的通光孔為45×45mm。高剛度以及優(yōu)異的直線性使其成為光學(xué)、激光領(lǐng)域納米級精密定位應(yīng)用的選擇。

N12系列壓電掃描臺配置高分辨率傳感器,對位置實(shí)時檢測并反饋到壓電控制器,控制器通過PID算法調(diào)整電壓修正位移,從而實(shí)現(xiàn)高精度定位。

N12.XYZ壓電掃描臺配套芯明天E72系列模塊化控制器應(yīng)用于光學(xué)顯微成像,實(shí)現(xiàn)XYZ軸精密掃描。

 

N12三維技術(shù)參數(shù)

型號:N12.XYZ100S 

運(yùn)動自由度:X、Y、Z

標(biāo)稱行程范圍(0~120V):80µm/軸

大行程范圍(-20~150V):110µm/軸

傳感器類型:SGS  

通孔尺寸:45×45mm

分辨率:7nm,typ.

閉環(huán)線性度:0.15%F.S.

閉環(huán)重復(fù)定位精度:0.1%F.S.

俯仰/偏航/滾動:<20µrad

運(yùn)動方向大推/拉力:20N/4N

空載階躍時間:30ms

空載工作頻率(10%行程):30Hz

空載工作頻率(行程):4Hz

承載能力:0.5Kg

靜電容量:1.8μF/軸

工作溫度范圍:-20~80℃

材質(zhì):鋼、鋁

外形尺寸:85×85×26mm

重量:350g

出線長:1.5m

傳感/電壓連接器:LEMO

 

壓電掃描臺的應(yīng)用

原子力顯微鏡

閉環(huán)納米定位掃描臺作為原子力顯微鏡的一部分,可帶動樣品進(jìn)行高速精密運(yùn)動,可以實(shí)現(xiàn)X、Y、Z軸280μm的掃描,分辨率為亞納米級,響應(yīng)時間可達(dá)亞毫秒

 

 

高分辨率CCD

利用現(xiàn)有工藝水平下的CCD圖像傳感器件,獲得更高的分辨率,目前有效的方法是采用被攝物成的像與CCD圖像傳感器之間發(fā)生微小的相對位移來記錄多幅圖像,然后利用多次采集的原始圖像來合成高分辨率的圖像,壓電掃描臺用于帶載鏡片做納米級運(yùn)動。

 

 

三維共焦顯微

三維共聚焦顯微拉曼光譜分析儀器,能在納米范圍內(nèi)測量物質(zhì)化學(xué)狀態(tài)的三維圖像。壓電物鏡驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)對顯微鏡在Z軸方向上的納米級在線實(shí)時調(diào)焦,XY二維壓電掃描臺實(shí)現(xiàn)對被測物高精度的二維平面位移運(yùn)動。

 

 

激光平面干涉

Z向壓電掃描臺的作用是做納米級的微運(yùn)動,調(diào)整待測物的位置,從而改變對應(yīng)的干涉條紋的寬度及位置,以達(dá)到更的表面測量。

 

 

納米光刻

首先計(jì)算機(jī)將BMP圖轉(zhuǎn)化為灰度圖,然后再通過控制系統(tǒng)控制二維掃描臺,帶動鍍膜鏡片在0-300μm范圍內(nèi)對讀取的圖像信息進(jìn)行優(yōu)化,同時控制激光器及掃描臺,二者配合完成BMP圖的納米定位加工。

 

 

紅外熱成像掃描

紅外熱成像通過紅外敏感CCD對物體進(jìn)行成像,能反映出物體表面的溫度場。

二維壓電掃描臺的高速高精度掃描大大提高了熱成像的分辨率。

 

 

 

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