如何定义合适的纳米定位系统
27.02.23
理想的纳米定位需要考虑的 6 个因素
如果您没有使用过纳米定位系统，或很久未定制系统，那么您需要花时间考虑能成功购买的关键因素。这些因素适用于精密工业制造、科学研究、光子学和卫星仪器仪表的所有应用。
1 纳米定位设备的构造
纳米定位科学在纳米和亚纳米范围内有着出色的分辨率，亚毫秒范围内的测量响应率，从根本上取决于每个系统使用的机械和电子技术的稳定性、精度和可重复性。
因此，选择新系统时要考虑的第一个关键因素应该是其设计和制造的质量。精密工程和对细节的关注也是尤为重要的，这反映在构建方法、使用的材料以及平台、传感器、电缆和弯曲等组件的布局中。 因此设计时，应该确保产品的坚固性，在压力或运动过程中不会弯曲和变形，不会受到外来源的干扰或热膨胀和收缩等环境影响。
系统的构造还应满足每个应用的需求；例如，用于半导体晶圆光学检测系统的条件与用于超高真空或高辐射区域的系统的操作标准完全不同。
2 运动曲线
除了了解应用程序的需求外，考虑所需的运动曲线也很重要。包括以下几点：
- 每个运动轴所需的行程长度
- 运动轴的数量和组合：x、y 和 z，以及顶端和倾斜面
- 运动速度
- 动态运动：例如，需要沿每个轴进行双向扫描，要求恒定或步进运动，或动态捕获图像的优势；例如，当附加的仪器处于运动状态时。
3 频率响应
频率响应本质上是设备在给定频率下响应输入信号的速度指示。压电系统对命令信号响应迅速，具有更高的谐振频率，产生更快的响应速率以及更高的稳定性和带宽。然而，应注意的是，纳米定位设备的谐振频率会受到施加负载的影响，负载的增加会降低谐振频率，从而降低纳米定位器的速度和精度。
4 稳定和上升时间
纳米定位系统能在短距离内进行高速位移。这意味着稳定时间是关键因素。这里的时间指的是，在随后拍摄图像或测量之前，运动减少到可接受水平所需的时长。
相比之下，上升时间是纳米定位平台在两个命令点之间移动的时间间隔；通常比稳定时间快得多，最重要的是，上升时间不包括纳米定位平台稳定所需的时间。
这两个因素都会影响产品准确性和可重复性，应包含在任何系统规范中。
5 数字控制
解决频率响应以及稳定和上升时间的挑战在很大程度上取决于系统控制器的正确选择。如今，这些都是极其先进的数字设备，集成了精密电容式传感机制，能够在亚微米位置精度和高速下实现出色的控制。
例如，我们最新的Queensgate闭环速度控制器将数字陷波滤波与精密机械平台设计相结合，即使在负载发生重大变化的情况下，也可确保谐振频率的一致性，同时还提供快速上升时间和较短的稳定时间——所有这些都凭借着出色的可重复性和可靠性实现的。
6 当心specmanship
最后，请注意，不同的制造商通常选择以不同的方式呈现系统规格，这使得同类产品难以进行比较。 此外，在某些情况下，系统在特定标准（通常是供应商推广的标准）方面表现良好，但在其他领域运行不佳。如果后者对您的特定应用程序影响不大，那么这应该不是问题；然而，同样有可能的是，如果忽视这些问题，可能会对您以后的生产或研究项目的质量产生不利影响。
我们的建议是与多家供应商交谈，在决定购买最理想的纳米定位系统之前，需要权衡各方面的考虑。作为一家领先的制造商，40多年来，我们一直致力于设计和制造纳米定位系统（包括平台、压电陶瓷促动器、电容式传感器和电子设备），我们始终乐于提供关于不同纳米定位技术和设备的建议和信息。
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