Как определить правильную систему нанопозиционирования

1.Конструирование устройств нанопозиционирования

Наука о нанопозиционировании с исключительным разрешением в нанометровом и субнанометровом диапазоне и скоростью отклика, измеряемой субмиллисекундами, в основном зависит от стабильности, точности и воспроизводимости механических и электронных технологий, используемых в каждой системе.

Поэтому первым ключевым фактором, который следует учитывать при выборе новой системы, должно быть качество ее проектирования и изготовления.Прецизионная инженерия и внимание к деталям будут очевидны, что отразится на методах строительства, используемых материалах и компоновке составных частей, таких как ступени, датчики, кабели и изгибы.Они должны быть спроектированы таким образом, чтобы создать прочную и прочную конструкцию, не подверженную изгибу и деформации под давлением или во время движения, помех от посторонних источников или воздействий окружающей среды, таких как тепловое расширение и сжатие.

Система также должна быть построена таким образом, чтобы удовлетворять требованиям каждого приложения;например, условия, при которых система, используемая для оптического контроля полупроводниковых пластин, будет иметь совершенно другие рабочие критерии, чем система, предназначенная для использования в областях сверхвысокого вакуума или сильного излучения.

2. Профиль движения

В дополнение к пониманию требований приложения важно также учитывать профиль движения, который потребуется.При этом следует учитывать:

 Требуемая длина хода для каждой оси движения
Количество и комбинация осей движения: x, y и z, а также наклон и наклон.
Скорость передвижения
Динамическое движение: например, необходимость сканирования в обоих направлениях вдоль каждой оси, требование либо постоянного, либо ступенчатого движения, или преимущество захвата изображений на лету;т.е. пока прикрепленный инструмент находится в движении.

3.Частотный отклик

Частотная характеристика — это, по сути, показатель скорости, с которой устройство реагирует на входной сигнал на заданной частоте.Пьезосистемы быстро реагируют на командные сигналы, а более высокие резонансные частоты обеспечивают более высокую скорость отклика, большую стабильность и пропускную способность.Однако следует признать, что на резонансную частоту устройства нанопозиционирования может влиять приложенная нагрузка, при этом увеличение нагрузки снижает резонансную частоту и, следовательно, скорость и точность нанопозиционера.

4.Урегулирование и время нарастания

Системы нанопозиционирования перемещаются на чрезвычайно небольшие расстояния с высокой скоростью.Это означает, что время установления может быть решающим элементом.Это время, которое требуется для уменьшения движения до приемлемого уровня, прежде чем впоследствии можно будет сделать изображение или измерить.

Для сравнения, время нарастания — это интервал времени, за который этап нанопозиционирования перемещается между двумя командными точками;обычно это намного меньше времени осаждения и, что наиболее важно, не включает время, необходимое для осаждения стадии нанопозиционирования.

Оба фактора влияют на точность и воспроизводимость и должны быть включены в любую спецификацию системы.

5. цифровое управление

Решение проблем частотной характеристики, а также времени установления и нарастания во многом зависит от правильного выбора системного контроллера.Сегодня это чрезвычайно продвинутые цифровые устройства, которые интегрируются с прецизионными емкостными сенсорными механизмами для обеспечения исключительного контроля с субмикронной точностью позиционирования и высокими скоростями.

Например, наши последние контроллеры скорости с обратной связью Queensgate используют цифровую режекторную фильтрацию в сочетании с прецизионной механической конструкцией сцены.Этот подход гарантирует, что резонансные частоты остаются постоянными даже при значительных изменениях нагрузки, обеспечивая при этом быстрое время нарастания и короткое время установления — все это достигается с выдающимися уровнями повторяемости и надежности.

6. Остерегайтесь специализации!

Наконец, имейте в виду, что разные производители часто по-разному представляют системные спецификации, что может затруднить сравнение подобных систем.Кроме того, в некоторых случаях система может хорошо работать по определенным критериям — обычно тем, которые продвигает поставщик, — но плохо работать в других областях.Если последние не имеют решающего значения для вашего конкретного приложения, то это не должно быть проблемой;однако в равной степени возможно и то, что, если их игнорировать, они потенциально могут оказать пагубное влияние на качество вашей последующей производственной или исследовательской деятельности.

Мы рекомендуем всегда разговаривать с несколькими поставщиками, чтобы получить сбалансированное мнение, прежде чем выбрать систему нанопозиционирования, которая наилучшим образом соответствует вашим потребностям.Как ведущий производитель, разрабатывающий и производящий системы нанопозиционирования, включая столики, пьезоприводы, емкостные датчики и электронику, мы всегда рады предоставить консультации и информацию о различных доступных технологиях и устройствах нанопозиционирования.