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    采用壓電陶瓷驅動的并聯式三維壓電納米定位平臺

    納米級三維壓電掃描臺內置高性能壓電陶瓷,內部使用無摩擦及空回的柔性鉸鏈并聯導向機構,專為掃描系統應用設計,用于高分辨率快速掃描,高性價比的納米定位系統。三軸壓電掃描臺采用中空式并聯式結構設計,結構緊湊、易于集成,且中央通孔較大,可更好的適用于納米級精密定位掃描系統中。三軸并聯壓電掃描臺非常適合應用于超高精度的精密掃描系統中,可更好的集成于精密定位掃描系統中。

     

    內置電容式精密位移傳感器,實現亞納米分辨率

    壓電納米定位臺內置電容式精密位移傳感器進行全閉環的位置反饋,電容式傳感器以亞納米分辨率進行測量,且無接觸。它們可確保優異的運動線性、長期穩定性和千赫茲范圍的帶寬,確保納米定位臺具有極佳的運動控制精度,定位精度、分辨率和穩定性可以達到納米量級,定位穩定時間僅為毫秒量級。

     

    無摩擦零間隙的柔性鉸鏈導向系統帶來高精度的運動導向

    壓電納米位移臺內部使用無摩擦及空回的高精度柔性鉸鏈并聯導向系統,采用有限元仿真分析優化柔性鉸鏈結構,柔性導向系統具有超高的導向精度,可提供超高平面度的納米掃描,柔性鉸鏈導向具有高剛性、高負載、無摩擦、無磨損、無需潤滑、免維護等特點。它們的剛性可實現高負載能力,且它們對沖擊和振動不敏感。真空兼容,可在很廣的溫度范圍內工作。

     

    并聯式結構設計實現大承載、高精度、高動態的多軸并聯運動

    壓電掃描平臺采用獨特的并聯式結構設計,結構緊湊。在并聯多軸運動定位系統中,所有促動器作用于同一個運動平臺,使所有軸具有最小的質量慣性和相同的動態性設計,使整體運動面具有更輕的質量和更低的慣量,可實現快速、高動態和高精密的多軸運動且每軸具有相同的動態性。相較于串聯式壓電掃描臺,并聯式壓電掃描臺具有更高的負載、更高的動態性和更優的運動精度。

     

    內置高性能壓電陶瓷促動器帶來超長使用壽命

    壓電陶瓷促動器由環氧脂質涂層包裹,具有優異的防潮特性,避免漏電流增大造成故障。壓電陶瓷促動器比傳統式壓電促動器的使用壽命更長,性能更穩定,可實現無故障運行1000億個循環。

     

    直接位置測量帶來超高的運動控制精度

    位移變化可直接在納米運動平臺上測量,完全不受驅動或導向元件的影響。這樣可以實現最佳的重復定位精度、優異的穩定性和剛性、快速響應控制。

     

    可提供適用于復雜真空應用版本

    壓電陶瓷納米定位系統中使用的所有部件均非常適合于在真空環境中使用。操作無需潤滑劑或潤滑脂。壓電陶瓷納米定位系統可實現極低的排氣率。

     

    采用無磁材質設計制造,不受磁場的影響

    壓電納米位移臺為無磁材質,使用過程中不產生磁場同時也不受磁場的影響。

     

    主動彌補串擾測量誤差,保證納米定位系統有效避免多軸運動串擾

    研生PIEZOXYZ所研發的集成納米級電容位移傳感器的壓電陶瓷柔性鉸鏈位移臺,通過非接觸式多軸直接測量,實時檢測運動對另一個軸的串擾,主動彌補串擾測量誤差,保證納米定位系統有效避免多軸運動串擾,并且較高的傳感器帶寬可提供絕佳的動態性能。研生的低噪聲集成線性化納米定位系統在測量直線度和平面度方面技術優勢顯著。

     

    具有電容位移傳感器的高性能閉環多軸納米定位系統平臺,結合直接測量和并聯運動

    研生PIEZOXYZ所研發的具有電容位移傳感器的高性能閉環多軸納米定位系統平臺,結合直接測量和并聯運動。在多軸壓電陶瓷納米定位系統中使用時,允許同時測量所有自由度,并積極彌補運動導向錯誤(主動軌跡控制概念),實時校準多軸運動誤差,有效避免串聯或疊層結構的定位系統所帶來的誤差疊加。電容傳感器是給出最佳定位分辨率結果的最精準的測量系統。

    采用模塊化設計的顯微鏡系統

     

     

    壓電陶瓷掃描臺發揮關鍵作用

    以采用模塊化設計的顯微系統為例,如今模塊化的產品設計使得共聚焦拉曼顯微鏡、原子力顯微鏡和掃描近場光學顯微鏡(SNOM)可以真正完美地結合在一起。這些具有極高分辨率的方法都需要實現試片在全部三個運動軸方向上的高精度定位。

     

    以極高位置分辨率和動態性能完成定位 掃描臺的關鍵作用

    AFM原子力顯微鏡可提供精確的表面拓撲信息

     

    定位系統需要提供良好的空間分辨率,因此試片掃描器的分辨率必須達到納米級別。與此同時,出色的動態性能也不可或缺,Z軸方向的移動速度越快,X和Y軸方向的定位也就越迅速。這樣可以縮短測量時間,從而降低可能存在的溫度漂移(溫度漂移會隨時間而增加)。

    壓電陶瓷掃描臺在試片定位過程中起著非常關鍵的作用。掃描臺沿掃描平面兩個軸的設計行程為100 µm、沿Z軸方向的行程為100µm,位置分辨率高于2nm。 此外,掃描臺可利用傳感器實現主動引導,從而提高軌跡保真度:傳感器將檢測沿運動方向垂直軸的偏差。 掃描臺可實時檢測并主動補償運動中的無用串擾,并保證相應數字控制電路以高頻率實現所需控制,這是精準控制掃描器位置值和記錄照相機的關鍵所在。

                                                                                         

    ◆ 并聯運動實現更快的響應時間和更高的多軸精度;

    ◆ 無摩擦柔性鉸鏈并聯導向可實現極高的運動精度;

    ◆ 優異的掃描平面度;

    ◆ 高動態XYZ版本;

    ◆ 高性能壓電陶瓷促動器帶來超長使用壽命;

    ◆ 內置精密位移傳感器進行全閉環位置反饋,開/閉環可供選擇。

    ● 掃描顯微鏡

    ● 掩模/晶圓定位

    ● 干涉測量

    ● 測量技術

    ● 生物技術

    ● 掃描和篩選

                                                                                                        

                                                     

    型號

    P660C

    P661C

    P662C

    P663C

    單位

    公差

    主動軸

    X,Y,Z

    X,Y,Z

    X,Y,Z

    X,Y,Z

    -

    -

    運動和定位

     

     

     

     

     

     

    傳感器類型

    電容式,直接測量

    電容式,直接測量

    電容式,直接測量

    電容式,直接測量

    -

    -

    開環行程[-20V~+150V]

    58x58x18

    120x120x120

    250x250x250

    370x370x370

    μm

    ±20%

    閉環行程[0V~+120V]

    45x45x15

    100x100x100

    200x200x200

    300x300x300

    μm

    ±20%

    開環分辨率

    0.3

    0.6

    1.3

    1.9

    nm

    typ.

    閉環分辨率[16bit DAC]

    0.7

    1.6

    3.1

    4.6

    nm

    typ.

    閉環線性度

    0.05

    0.03

    0.03

    0.03

    %F.S.

    typ.

    重復定位精度

    ±2

    ±2

    ±3

    ±4

    nm

    typ.

    機械特性

     

     

     

     

     

     

    運動方向剛度

    20/20/20

    1.2/1.2/1.2

    1.0/1.0/1.0

    0.4/0.4/0.4

    N/μm

    ±20%

    空載諧振頻率

    920/920/1050

    190/190/380

    160/160/320

    140/140/250

    Hz

    ±20%

    運動方向推/拉力

    200/70

    60/40

    50/40

    40/30

    N

    Max.

    承載能力

    50

    50

    50

    50

    N

    Max.

    其他

     

     

     

     

     

     

    工作溫度

    -20~80

    -20~80

    -20~80

    -20~80

    -

    材質

    鋁,鋼

    鋁,鋼

    鋁,鋼

    鋁,鋼

    -

    -

    外形尺寸

    150x150x30

    150x150x30

    150x150x30

    150x150x30

    mm

    -

    通光孔徑

    66x66

    66x66

    66x66

    66x66

    mm

    -

    重量

    1.5

    1.5

    1.5

    1.5

    Kg

    ±5%

    線纜長度

    1.5

    1.5

    1.5

    1.5

    m

    ±10mm

    連接器類型

    LEMO│SMB

    LEMO│SMB

    LEMO│SMB

    LEMO│SMB

    -

    -

    注:最大驅動電壓為-20V...+150V;對于高可靠的長期使用,建議驅動電壓為0V...+120V。

     ? 基于無摩擦高精度柔性鉸鏈運動導向的壓電陶瓷納米定位系統,系統分辨率僅受放大器噪聲和測量技術的限制。開環分辨率為受系統放大器噪聲限制所能達到的典型值。極低的系統定位噪聲可獲得滿行程十萬分之一以上的閉環分辨率。

    配套控制器

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