Kako odrediti ispravan sistem nanopozicioniranja

1. Konstrukcija uređaja za nanopozicioniranje

Nauka o nanopozicioniranju, sa izuzetnom rezolucijom u nanometarskom i sub-nanometarskom opsegu, i stopama odziva mjerenim u submilisekundama, u osnovi zavisi od stabilnosti, preciznosti i ponovljivosti mehaničke i elektronske tehnologije koja se koristi u svakom sistemu.

Prvi ključni faktor koji treba uzeti u obzir pri odabiru novog sistema bi stoga trebao biti kvalitet njegovog dizajna i proizvodnje.Precizno inženjerstvo i pažnja posvećena detaljima bit će očigledna, što se odražava u metodama konstrukcije, korištenim materijalima i rasporedu komponentnih dijelova kao što su stepenice, senzori, kablovi i savijanja.One bi trebale biti dizajnirane tako da stvore robusnu i čvrstu strukturu, bez savijanja i izobličenja pod pritiskom ili tokom kretanja, smetnji iz stranih izvora ili uticaja okoline kao što su toplotno širenje i kontrakcija.

Sistem takođe treba da bude konstruisan da zadovolji zahteve svake aplikacije;na primjer, uslovi pod kojima će sistem koji se koristi za optičku inspekciju poluprovodničkih pločica imati potpuno različite radne kriterije od onog namijenjenog za upotrebu u područjima ultra-visokog vakuuma ili visokog zračenja.

2. Profil pokreta

Osim razumijevanja zahtjeva aplikacije, važno je uzeti u obzir i profil kretanja koji će biti potreban.Ovo treba uzeti u obzir:

Potrebna dužina hoda za svaku osu kretanja
Broj i kombinacija osa kretanja: x, y i z, plus vrh i nagib
Brzina putovanja
Dinamično kretanje: na primjer, potreba za skeniranjem u oba smjera duž svake ose, zahtjev za konstantnim ili stepenastim kretanjem, ili prednost snimanja slika u hodu;tj. dok je priključeni instrument u pokretu.

3.Frekvencijski odziv

Frekvencijski odziv je u suštini pokazatelj brzine kojom uređaj odgovara na ulazni signal na datoj frekvenciji.Piezo sistemi brzo reaguju na komandne signale, sa višim rezonantnim frekvencijama koje proizvode brže stope odgovora, veću stabilnost i propusni opseg.Međutim, treba imati na umu da na rezonantnu frekvenciju uređaja za nanopozicioniranje može utjecati primijenjeno opterećenje, pri čemu povećanje opterećenja smanjuje rezonantnu frekvenciju, a time i brzinu i točnost nanopozicionera.

4. Vrijeme taloženja i dizanja

Sistemi za nanopozicioniranje kreću se na ekstremno male udaljenosti, velikim brzinama.To znači da vrijeme poravnanja može biti ključni element.Ovo je vrijeme potrebno da se kretanje smanji na prihvatljiv nivo prije nego što se slika ili mjerenje naknadno snimi.

Poređenja radi, vrijeme uspona je protekli interval u kojem se faza nanopozicioniranja kreće između dvije komandne tačke;ovo je obično daleko brže od vremena taloženja i, što je najvažnije, ne uključuje vrijeme potrebno da se faza nanopozicioniranja slegne.

Oba faktora utiču na tačnost i ponovljivost i treba ih uključiti u bilo koju specifikaciju sistema.

5.Digitalna kontrola

Rješavanje izazova frekventnog odziva, zajedno sa vremenom smirivanja i porasta, u velikoj mjeri zavisi od pravilnog izbora sistemskog kontrolera.Danas su ovo izuzetno napredni digitalni uređaji koji se integrišu sa preciznim kapacitivnim senzorskim mehanizmima da bi proizveli izuzetnu kontrolu pri submikronskoj pozicionoj tačnosti i velikim brzinama.

Kao primjer, naši najnoviji Queensgate kontroleri brzine koriste digitalno filtriranje ureza u kombinaciji s preciznim mehaničkim dizajnom pozornice.Ovaj pristup osigurava da rezonantne frekvencije ostanu konzistentne čak i pod značajnim promjenama opterećenja, istovremeno osiguravajući brza vremena porasta i kratka vremena smirivanja – sve to se postiže izvanrednim nivoima ponovljivosti i pouzdanosti.

6. Čuvajte se specifikacije!

Konačno, imajte na umu da različiti proizvođači često odlučuju da predstave sistemske specifikacije na različite načine, što može otežati poređenje sličnog i sličnog.Pored toga, u nekim slučajevima sistem može dobro da funkcioniše za određene kriterijume – obično one koje promoviše dobavljač – ali loše funkcioniše u drugim oblastima.Ako ovo drugo nije ključno za vašu konkretnu aplikaciju, onda to ne bi trebao biti problem;međutim, jednako je moguće da ako se zanemare mogu imati štetan utjecaj na kvalitetu vaše kasnije proizvodnje ili istraživačkih aktivnosti.

Naša preporuka je da uvek razgovarate sa nekoliko dobavljača kako biste dobili uravnotežen pogled pre nego što se odlučite za sistem nanopozicioniranja koji najbolje odgovara vašim potrebama.Kao vodeći proizvođač, koji dizajnira i proizvodi sisteme za nanopozicioniranje – uključujući stepenove, piezo aktuatore, kapacitivne senzore i elektroniku, uvijek smo sretni da vam pružimo savjete i informacije o različitim tehnologijama i uređajima za nanopozicioniranje koji su dostupni.