產(chǎn)品描述
OP800 壓電物鏡掃描 Z 軸提供快捷的步進時間以及整定時間,基于電容傳感器的位置反饋,也可以提供優(yōu)異的精度以及分辨率。OP800 與大多數(shù)顯微鏡以及物鏡兼容,特別的用戶配置設(shè)置針,對物鏡大小,重量,性能需求做出優(yōu)化,只需要針對應(yīng)用選擇合適的設(shè)置即可使用。
800 μm 閉環(huán)行程,950 μm 開環(huán)行程。電容傳感器具備亞納米量級位置分辨率以及重復(fù)性。不銹鋼材質(zhì),提供優(yōu)質(zhì)的機械剛性獲得快捷的速度,優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性確保低漂移。柔性鉸鏈系統(tǒng)減少離軸運動,提高重復(fù)性和周期循環(huán)時間。適用于正置以及倒置光學(xué)系統(tǒng)。內(nèi)置校準(zhǔn)數(shù)據(jù),確保精度,便于更換控制器。大負(fù)載下也能確??焖僬〞r間,超過 1000 萬次全量程循環(huán)。
NanoScan OP800 是一款納米壓電物鏡掃描器,具備出色性能,適用于多種微觀檢測與分析場景。
性能參數(shù)
行程范圍:閉環(huán)行程?800?μm,開環(huán)行程?950?μm。
分辨率與精度:在?250 g?負(fù)載下,分辨率?2.5 nm;線性度?0.01 %?,重復(fù)性?5 nm(Slow PID,100?μm?步長,1SD)。
負(fù)載能力:物鏡負(fù)載為?500 g,可根據(jù)要求提供高負(fù)載。
頻率與穩(wěn)定時間:當(dāng)負(fù)載為?150 g?時,OP800?對應(yīng)的諧振頻率為?86 Hz,0.5?μm?步長的?5 %?整定時間為?19 ms,100?μm?步長的?0.5 %(500 nm)穩(wěn)定的時間為?51 ms。
產(chǎn)品特點
機械設(shè)計:不銹鋼材質(zhì)構(gòu)建,剛度高,能快速響應(yīng);溫度穩(wěn)定性好,漂移低。無摩擦鉸鏈結(jié)構(gòu),提升剛度,減少離軸運動,確保高重復(fù)性與快速響應(yīng)時間。
傳感器:電容式定位傳感器,實現(xiàn)亞納米級定位,具備高分辨率、高穩(wěn)定性和高重復(fù)性。
通用性:適用正置和倒置顯微鏡光路,物鏡壓電掃描器的插頭內(nèi)置?EEPROM?芯片用于儲存校準(zhǔn)數(shù)據(jù),實現(xiàn)即插即用,控制器可替換使用,減少系統(tǒng)停機時間。用戶能根據(jù)物鏡尺寸、重量和應(yīng)用要求,通過配套軟件配置參數(shù)。
NanoScan?控制器
低噪聲設(shè)計:皮米級別的位置噪聲,保障系統(tǒng)穩(wěn)定,適用于精準(zhǔn)成像與聚焦。
信號處理:數(shù)字信號處理的分辨率為?24 bit,控制器刷新率為?50 kHZ。
傳感器:內(nèi)置電容傳感器,實現(xiàn)精密閉環(huán)控制。
軟啟停技術(shù):保護負(fù)載,延長壓電陶瓷壽命。
驅(qū)動性能:支持20 bit分辨率的動態(tài)高功率輸出。
通訊方式:USB?接口、模擬輸入輸出(BNC?接口,0?—?10 V)、數(shù)字接口(25?針?D?型插座、9?針?D?型插座)。
控制算法
借助雙陷波濾波器,可減少一階與二階諧振頻率對動態(tài)位置的影響;通過二次線性化算法優(yōu)化運動線性度,確保位置精度。壓電平臺在高帶寬(3 dB?帶寬)下運行,其伺服頻率超過一階諧振頻率的?40 %。此外,加減速算法通過調(diào)控加速度優(yōu)化運動速度,降低過沖,從而實現(xiàn)快速穩(wěn)定的定位效果。
控制對比
開環(huán)控制:無反饋調(diào)節(jié),20 ms?后仍未穩(wěn)定,位置誤差大,僅適用于低精度場景。
快速?PID?控制:通過快速?PID?閉環(huán)控制,穩(wěn)定時間 >8 ms,過沖明顯,難以滿足高速高精度需求。
慢速PID?控制:通過反饋閉環(huán)提升穩(wěn)定性,穩(wěn)定時間?7?ms,無過沖。
Queensgate?算法:實現(xiàn)?5 ms?快速整定、微量過沖。
在實際測試中,單軸壓電平臺的位置噪聲為?50.1 pm RMS,這一噪聲水平小于氫原子半徑,適用于對精度和穩(wěn)定性要求高的場景,如尖端科學(xué)研究、精密測量或高端制造等領(lǐng)域。
單軸壓電平臺完成?500 nm?階躍的整定時間小于?1 ms,反映其在動態(tài)控制場景中的快速響應(yīng)能力和穩(wěn)定性。
傳統(tǒng)壓電控制器:多數(shù)采用位置控制算法(灰色曲線),在高速運動場景中,無法維持準(zhǔn)確的速度控制,導(dǎo)致速度波動或跟蹤誤差,影響動態(tài)性能(如高速掃描的精度和效率)。
NanoScan?控制器:采用速度控制算法(紅色曲線),其刷新率為?50 kHz,能有效地跟蹤變化指令,可對預(yù)設(shè)的函數(shù)指令重復(fù)執(zhí)行和再現(xiàn),實現(xiàn)納米級定位精度的高速掃描。即使在無需高精度的場景,也能縮短整定時間,提升工作效率。
應(yīng)用領(lǐng)域
3D?圖像重建:通過快速?Z?軸掃描獲取多層?2D?圖像,合成高分辨率?3D?結(jié)構(gòu)(如細胞、組織切片)。
自動對焦系統(tǒng)(延時成像):在活細胞或動態(tài)樣本的長時間成像中,實時補償樣本漂移或焦距變化。
高通量篩選:高通量分析細胞形態(tài)、蛋白表達等參數(shù),篩選藥物或基因功能。
多光子顯微鏡:深層組織(如腦片、腫瘤模型)的三維熒光成像,需精準(zhǔn)控制物鏡焦平面。
表面分析:納米級表面形貌測量(如粗糙度、缺陷檢測),材料表面的物理?/?化學(xué)特性表征。
半導(dǎo)體晶圓檢測:半導(dǎo)體晶圓表面缺陷(如顆粒、劃痕)的高速檢測,確保芯片制造良率。
掃描干涉測量:通過干涉儀測量微小位移、厚度或表面輪廓(如?MEMS?器件、光學(xué)元件)。
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