Sådan specificeres det korrekte nanopositioneringssystem

1.Konstruktion af nanopositioneringsanordninger

Videnskaben om nanopositionering, med enestående opløsning i nanometer- og subnanometerområdet, og responsrater målt i sub-millisekunder, afhænger grundlæggende af stabiliteten, præcisionen og repeterbarheden af ​​den mekaniske og elektroniske teknologi, der anvendes i hvert system.

Den første nøglefaktor, der skal tages i betragtning, når man vælger et nyt system, bør derfor være kvaliteten af ​​dets design og fremstilling.Præcisionsteknik og sans for detaljer vil være indlysende, hvilket afspejles i konstruktionsmetoderne, anvendte materialer og layoutet af komponentdele såsom stadier, sensorer, kabler og bøjninger.Disse bør være designet til at skabe en robust og solid struktur, som er fri for bøjning og forvrængning under tryk eller under bevægelse, interferens fra ydre kilder eller miljøpåvirkninger såsom termisk ekspansion og sammentrækning.

Systemet bør også konstrueres, så det opfylder kravene til hver applikation;for eksempel de forhold, hvorunder et system, der anvendes til optisk inspektion af halvlederskiver, vil have helt andre driftskriterier end dem, der er beregnet til brug i områder med ultrahøjt vakuum eller høj stråling.

2.Bevægelsesprofilen

Ud over at forstå kravene til applikationen, er det også vigtigt at overveje den bevægelsesprofil, der er behov for.Dette bør tage højde for:

Den nødvendige slaglængde for hver bevægelsesakse
Antallet og kombinationen af ​​bevægelsesakser: x, y og z, plus tip og hældning
Kørehastigheden
Dynamisk bevægelse: for eksempel behovet for at scanne i begge retninger langs hver akse, kravet om enten konstant eller trinvis bevægelse eller fordelen ved at tage billeder i farten;dvs. mens det påsatte instrument er i bevægelse.

3. Frekvensrespons

Frekvensrespons er i det væsentlige en indikation af den hastighed, hvormed en enhed reagerer på et indgangssignal ved en given frekvens.Piezosystemer reagerer hurtigt på kommandosignaler, med højere resonansfrekvenser, der giver hurtigere responshastigheder, større stabilitet og båndbredde.Det skal dog erkendes, at resonansfrekvensen for en nanopositioneringsanordning kan påvirkes af den påførte belastning, idet en stigning i belastningen reducerer resonansfrekvensen og dermed hastigheden og nøjagtigheden af ​​nanopositioneren.

4. Sætning og hævetid

Nanopositioneringssystemer flytter ekstremt små afstande ved høje hastigheder.Det betyder, at afregningstid kan være et afgørende element.Dette er den tid, det tager for bevægelse at falde til et acceptabelt niveau, før et billede eller en måling efterfølgende kan tages.

Til sammenligning er stigetid det forløbne interval for et nanopositioneringstrin til at bevæge sig mellem to kommandopunkter;dette er normalt langt hurtigere end bundfældningstiden og, vigtigst af alt, inkluderer det ikke den tid, der kræves for nanopositioneringsstadiet at sætte sig.

Begge faktorer påvirker nøjagtigheden og repeterbarheden og bør inkluderes i enhver systemspecifikation.

5.Digital kontrol

Løsning af udfordringerne med frekvensrespons, sammen med indregulerings- og stigetider, afhænger i høj grad af det korrekte valg af systemcontroller.I dag er disse ekstremt avancerede digitale enheder, der integreres med præcisionskapacitive følemekanismer for at producere enestående kontrol ved sub-mikron positionsnøjagtigheder og høje hastigheder.

Som et eksempel bruger vores seneste Queensgate closed-loop hastighedscontrollere digital notch-filtrering i forbindelse med præcisionsmekanisk scenedesign.Denne tilgang sikrer, at resonansfrekvenser forbliver ensartede selv under betydelige belastningsændringer, samtidig med at de giver hurtige stigetider og korte afbindingstider – som alle opnås med enestående niveauer af repeterbarhed og pålidelighed.

6. Pas på specmanship!

Vær endelig opmærksom på, at forskellige producenter ofte vælger at præsentere systemspecifikationer på forskellige måder, hvilket kan gøre det svært at sammenligne like for like.Derudover kan et system i nogle tilfælde fungere godt i forhold til bestemte kriterier - normalt dem, der fremmes af leverandøren - men fungere dårligt på andre områder.Hvis sidstnævnte ikke er afgørende for din specifikke ansøgning, så burde dette ikke være et problem;det er dog lige så muligt, at hvis de overses, kan de potentielt have en skadelig indvirkning på kvaliteten af ​​dine senere produktions- eller forskningsaktiviteter.

Vores anbefaling er altid at tale med flere leverandører for at få et afbalanceret overblik, før du beslutter dig for det nanopositioneringssystem, der bedst opfylder dine behov.Som en førende producent, der har designet og fremstillet nanopositioneringssystemer – inklusive trin, piezoaktuatorer, kapacitive sensorer og elektronik, er vi altid glade for at give råd og information om de forskellige nanopositioneringsteknologier og -enheder, der er tilgængelige.