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芯明天压电纳米运动产品在笼式结构光学系统中的应用

近年来,随着科学技术的不断发展与进步,越来越多的研究领域对微纳控制提出了更高的要求,压电纳米定位系统也实现了不断的突破与创新。哈尔滨芯明天科技有限公司专注于纳米级精密定位产品的研发、生产和销售,可实现亚纳米级分辨率及纳米级定位精度。

芯明天压电纳米运动产品使用具有高可靠性的压电陶瓷促动器,在特殊的环境下也能保证压电陶瓷的稳定性,与传统驱动机构相比,芯明天压电运动平台采用了柔性铰链机构,具有无机械摩擦、响应速度快、重复定位精度高优点,柔性铰链是一种不受静态和动态摩擦影响的元件,柔性单元具有很高的刚度和承载能力,铰链导向无需维护并且无磨损。

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目前公司产品已广泛应用于半导体技术、光电子、通信与集成光学、光学仪器设备、医疗生物显微设备、生命科学、精密加工设备、新药设计与医疗技术、数据存储技术、纳米技术、纳米制造与纳米自动化、图像处理等领域,并且在笼式结构中得到了广泛的应用。

笼式结构

光学系统搭建中传统的调整架非常的不方,传统光学机械是无基准系统,而且无法判断系统中元件之间的共轴误差,很难搭建出符合设计要求的系统,所以新型的光学机械应运而生——笼式结构

笼式结构在光学平台上搭建光学系统时,光轴是以光学平台为基准参考的。系统中的元件利用机械加工的精度,保证了同轴,是有基准系统的。光轴、笼杆和光学平台是平行的,是有基准的

芯明天压电纳米运动产品与笼式结构的集成

芯明天设计研发了专门应用于笼式结构光学系统的压电运动产品,满足直线与角度的调节,并且具有非常强的灵活性,可任意定制外形尺寸、结构,预留用于笼式结构安装的孔径使其非常易于集成到笼式结构中。下面是几个芯明天产品集成于笼式结构的案例。

1.微纳扫描

下方是芯明天的P76系列Z向压电物镜定位器集成于笼式结构中,进行单轴Z向的微纳扫描,提供毫秒级快速响应及2.5nm的分辨率,可对样品进行高精度的快速扫描。该结构中直接通过一个45度连接架将P76安装于笼式结构中。

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2.表面等离子共振分析系统SPR

表面等离子共振技术,英文Surface Plasmon Resonance,简写为SPR,是从20世纪90年代发展起来的一种新技术,其应用SPR原理检测生物传感芯片(biosensor chip)上配位体与分析物之间的相互作用情况,广泛应用于各个领域。

下方的笼式结构为表面等离子共振分析系统,由锐光凯奇公司搭建。该系统中采用了芯明天设计的P70.Z系列压电纳米定位台。

P70.Z系列压电纳米定位台可产生Z向8μm的行程,步进大小由电压控制,步进分辨率可达0.6nm。

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 3.光镊操作系统

下图中为光镊操作系统,也由锐光凯奇公司搭建。其中同样采用了芯明天P70.Z系列压电纳米定位台,用于精确调整经物镜聚焦后的焦点与样品间的距离,从而配合完成光镊操作。

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 4.干涉移相

下图中为芯明天定制设计的一款用于笼式结构的ZT50M14移相器,其中集成了二维手动调节镜架,且预留了笼式结构安装孔,并配备了芯明天M14系列压电陶瓷促动器,在压电促动器的移动端配有镜片粘接面,用于纳米级步进移动镜面的位置,从而调节反射光的光程。

ZT50M14移相器的运动行程范围由0~114μm范围内自由选择。

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 5.压电偏转镜集成于笼式结构

下图中为一款定制型压电反射镜,将芯明天S38压电偏转镜安装于90°转角的连接适配架中,该S38压电偏转镜采用定制设计螺纹移动端,并配备有镜片固定安装帽,可将镜片直接固定于表面,易于镜片安装。该90°转角适配器直接预留笼式结构安装孔,可将压电偏转镜直接集成于笼式结构,精确调整光的路径,精度可达纳弧度级。

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 6.压电螺钉镜片调节架集成于笼式结构

下图中仍是芯明天设计的一款集成于笼式结构的反射镜架,其中镜片的二维调节是采用两支芯明天N81直线压电螺钉驱动,两支压电螺钉配合产生反射镜片的偏转运动,具有更大的偏转角度,适于相对较大范围的光路调整。

压电螺钉的直线运动行程由芯明天E53.C4K压电控制器输出的电信号进行控制,调节速度更快、更便捷。

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 7白光干涉仪

下图中为白光干涉仪的笼式结构,仍由锐光凯奇公司搭建。其中采用了芯明天封装式压电陶瓷促动器,用于纳米步进移相调节。芯明天的压电陶瓷促动器体积小、纳米级高分辨率,成为白光干涉仪中高可靠性、高速的压电移相器。

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 8迈克尔逊干涉仪

下图中为锐光凯奇公司搭建的迈克尔逊干涉仪。其中一样采用了芯明天封装式压电陶瓷促动器,用于纳米步进移相调节。

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