压电物镜定位器应用案例分析

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。 根据压电纳米定位台的应用环境，它又分为标准版、低温真空、无磁版本。压电物镜定位器应用案例分析

压电纳米扫描系统是由精密压电纳米定位台与压电控制器组成，系统可完成单轴或多轴的纳米精度的运动控制。下图中为芯明天的一款小体积型Z向压电纳米扫描系统。干涉测量是基于电磁波的干涉理论，通过检测相干电磁波的干涉图样、频率、振幅、相位等属性，将其应用于各种相关测量的技术的统称。用于实现干涉测量术的仪器被称作干涉仪。在当今科研领域、工业领域等，干涉测量术都发挥着重要作用，包括天文学、光纤光学、工程测量学等。在干涉测量中常用的工具是迈克尔逊干涉仪，一般可将相干光源的单条入射光束分成两条相同的光束。每条光束的传播路径（称为光程）不同，并在到达探测器之前重新会合。每条光束的传播距离不同使它们之间产生相位差。该相位差形成了可通过探测器捕获的干涉条纹。如果单条光束沿两个光路分开（测量光路和参考光路），则利用相位差便可判断出所有可改变光束相位的因素。 压电陶瓷纳米马达而低温、真空、无磁版本是专为特殊环境应用而设计。

多轴集成一体结构，使串扰减小。纳动纳米-本系列多数产品X、XY和XYZ采用集成并联结构设计，可以抑制两个或多个单轴堆叠组合时容易出现的非正交性。此外，每个轴的传感器被固定到相同的基准，并且不断地监测和校正移动台偏离每个正交轴的运动。复合轴类型的XY和XYZ轴位移台的压电陶瓷元件布置在两侧并具有对称的开口。换句话说，其中一个轴由两个左右压电陶瓷元件支撑和驱动的结构（并联结构），即使同时驱动两个和三个轴也可以获得稳定的操作。

    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。 压电纳米定位台具有移动面。

压电纳米位移平台同压电微扫平台一样，采用压电陶瓷叠堆直推技术，压电陶瓷叠堆执行器虽然可以有体积紧凑、重量轻集成度高的特点，但是输出位移小。采用位移放大机构实现压电陶瓷叠堆执行器输出位移的放大。压电纳米定位台的工作原理纳米位移台主要采用超精密运动控制技术超精密技术是由光、机、电、控制软件等多领域技术集成的运动控制技术。内部由一个或多个压电陶瓷作为驱动，其产生单轴或者多轴的运动;通过柔性铰链技术将压电陶瓷产生的运动传递和放大;经超精密电容传感器将运动信息传递给控制系统，再由控制系统对该运动进行修正、补偿和控制;在对运动系统进行闭环控制时，可实现纳米、亚纳米级别的运动分辨率和运动控制精度。 根据压电纳米定位台是否带有中心通孔，可分为中空式压电纳米定位台与非中空式压电纳米定位台。压电陶瓷微位移驱动

压电纳米定位台的命名由它的驱动源及其功能相结合而来的。压电物镜定位器应用案例分析

纳米定位平台的高级数字控制至关重要。尤为明显的是，它可根据速度、分辨率和有效负载精确调整系统的性能特征，同时消除不必要的共振频率影响。使用定制的软件算法和陷波滤波器的组合来实现这一性能，后者能够在狭义的频率范围内衰减信号。因此，可以更大限度地减少接近共振频率的频率影响，有效地降低第二频率对动态定位的影响。算法模块工具箱可优化平台性能。速度和加速度控制算法能够使平台比单纯依赖位置控制的设备实现更高级的操作带宽驱动。虽然后者采用PID控制位置，但无法提供足够的精度来控制高速运动。如果需要在移动平台时进行控制以产生精确的波形或斜坡，则需要更多的控制。轨迹控制能够使平台轴快速移动到几纳米以内的精确位置，而不会引起平台共振。通过使用这些控制方法，可以实现超过共振频率50%的带宽，而经典PID控制的带宽只有10%左右。 压电物镜定位器应用案例分析