壓電納米定位臺(tái)的命名由它的驅(qū)動(dòng)源及其功能相結(jié)合而來(lái)的。“壓電"指的是它的驅(qū)動(dòng)源，即利用PZT壓電陶瓷來(lái)作為驅(qū)動(dòng)源產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)；而“納米定位"則是它的功能，它的移動(dòng)端面可以產(chǎn)生納米級(jí)精度的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)；“臺(tái)"則是它的外形形態(tài)，類似一個(gè)平臺(tái)。
壓電納米定位臺(tái)是將PZT壓電陶瓷與柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)、金屬殼體結(jié)構(gòu)相結(jié)合，并配備有機(jī)械固定安裝接口與負(fù)載安裝接口。壓電納米定位臺(tái)可直接帶動(dòng)負(fù)載進(jìn)行微位移調(diào)節(jié)，其運(yùn)動(dòng)面有螺紋孔用于安裝固定負(fù)載。此外，壓電納米定位臺(tái)可集成于各類高精密裝備，為其提供納米級(jí)運(yùn)動(dòng)控制、光路控制等。壓電納米定位臺(tái)外觀及運(yùn)動(dòng)效果根據(jù)壓電納米定位臺(tái)是否帶有中心通孔，可分為中空式壓電納米定位臺(tái)與非中空式壓電納米定位臺(tái)。
中空式壓電納米定位臺(tái)在其臺(tái)面的中心區(qū)域具有通孔，這種通孔設(shè)計(jì)非常適用于透射光應(yīng)用或特殊結(jié)構(gòu)要求的應(yīng)用。芯明天中空式壓電納米定位臺(tái)的通孔尺寸由φ10mm至φ310mm不等，形狀為圓形、方形等。既可適用于小型設(shè)備（如紅外熱成像）的小通孔應(yīng)用，又可用于大型設(shè)備（如大口徑干涉儀）要求的大通孔應(yīng)用。
標(biāo)準(zhǔn)型與低溫真空無(wú)磁型
根據(jù)壓電納米定位臺(tái)的應(yīng)用環(huán)境，它又分為標(biāo)準(zhǔn)版、低溫真空、無(wú)磁版本。標(biāo)準(zhǔn)版壓電納米定位臺(tái)是為正常室溫下使用而設(shè)計(jì)；而低溫、真空、無(wú)磁版本是專為特殊環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用低溫壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器以及輕型耐低溫、無(wú)磁結(jié)構(gòu)材料，內(nèi)部各部件都是環(huán)境兼容型。
低溫真空無(wú)磁型壓電納米定位臺(tái)非常適用于半導(dǎo)體加工、檢測(cè)等應(yīng)用。
標(biāo)準(zhǔn)版與真空無(wú)磁版本
型號(hào) | P13A.XYZ80K |
工作溫度 | 常溫 | 4K |
中空尺寸 | 5mm×5mm | 5mm×5mm |
位移 | 80μm | 25μm |
運(yùn)動(dòng)軸 | X Y Z | X Y Z |
分辨率 | 1nm | 0.3nm |
直驅(qū)機(jī)構(gòu)與放大機(jī)構(gòu)
壓電納米定位臺(tái)是通過(guò)PZT壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)，但內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)會(huì)分為兩種，分別為直驅(qū)式機(jī)構(gòu)與放大式機(jī)構(gòu)。
| 直驅(qū)機(jī)構(gòu)與放大機(jī)構(gòu)區(qū)別 |
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直驅(qū)與放大機(jī)構(gòu)的區(qū)別是在其他條件一致情況下的對(duì)比。放大機(jī)構(gòu)式壓電平臺(tái)的位移更大，在同等驅(qū)動(dòng)電壓下，放大機(jī)構(gòu)式平臺(tái)的位移是直驅(qū)機(jī)構(gòu)式平臺(tái)位移的幾倍至幾十倍。而直驅(qū)機(jī)構(gòu)式壓電平臺(tái)響應(yīng)速度更快，定位時(shí)間更短。兩種驅(qū)動(dòng)方式閉環(huán)精度都很高。
壓電納米定位臺(tái)的內(nèi)部可選擇配置傳感器，從而形成閉環(huán)控制。根據(jù)是否配有傳感器，壓電納米定位臺(tái)又分為開(kāi)環(huán)與閉環(huán)版本。閉環(huán)壓電納米定位臺(tái)配有傳感器，且具有多種傳感器類型可選，如電容式、電感式、應(yīng)變式閉環(huán)，此外，也可采用外部傳感器與芯明天壓電控制器間形成閉環(huán)控制。閉環(huán)傳感器的類型影響著壓電納米定位臺(tái)的控制精度、外形尺寸、工作頻率及成本等因素。
開(kāi)環(huán)壓電納米定位臺(tái)的分辨率是無(wú)限高的，只受控制設(shè)備的噪聲的限制，但是由于壓電陶瓷的遲滯和蠕變特性，使其重復(fù)性和穩(wěn)定性較低。閉環(huán)版本可消除遲滯和蠕變，具有更高的定位精度，可實(shí)現(xiàn)定位位置的實(shí)時(shí)反饋。此外，閉環(huán)版本下，驅(qū)動(dòng)控制電壓與壓電納米定位臺(tái)產(chǎn)生的位移成線性關(guān)系，非常適合納米級(jí)精確定位應(yīng)用。而開(kāi)環(huán)壓電納米定位臺(tái)可適合于動(dòng)態(tài)掃描應(yīng)用。
根據(jù)壓電納米定位臺(tái)的應(yīng)用環(huán)境分類，它又可分為通用型納米定位臺(tái)、壓電式移相器、壓電掃描臺(tái)、壓電顯微成像臺(tái)等等。
通用型壓電納米定位臺(tái)可適用于各類應(yīng)用，根據(jù)應(yīng)用中位移、承載能力、工作頻率、外形結(jié)構(gòu)選擇即可。
壓電式移相器是專為光學(xué)移相應(yīng)用而設(shè)計(jì)，步進(jìn)分辨率可達(dá)0.5nm以下，可正向、倒置、側(cè)臥式使用，承載能力強(qiáng)，且預(yù)留有各種尺寸的中心通孔，以便于光的通過(guò)，是激光干涉儀測(cè)量中的移相組件。
壓電顯微成像臺(tái)是為顯微成像應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它通常具有大型的中孔設(shè)計(jì)，安裝孔位會(huì)與顯微成像儀器的樣品臺(tái)相匹配?？蛇x擇定制壓電顯微成像臺(tái)上的樣品臺(tái)結(jié)構(gòu)。
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參數(shù)舉例
芯明天壓電納米定位臺(tái)因其納米級(jí)超高精度、多樣性定制化、可靠的性能，廣泛應(yīng)用于各類應(yīng)用，如掃描顯微、光路調(diào)整、納米操控技術(shù)、生物科技、激光干涉、光通信、CCD圖像處理、顯微成像/操作、納米壓印/光刻、納米定位/測(cè)量、共焦顯微、AFM等。
1)壓電納米定位臺(tái)應(yīng)用于力的閉環(huán)控制
壓電納米定位臺(tái)可進(jìn)行納米量級(jí)的步進(jìn)，在電壓信號(hào)的控制下，可產(chǎn)生與電壓信號(hào)成基本線性關(guān)系的位移。此外，壓電納米定位臺(tái)也可產(chǎn)生出力，且出力也與電壓信號(hào)成線性關(guān)系。
下圖中，是通過(guò)芯明天P83系列宏微復(fù)合平臺(tái)及XP-63X系列壓電納米定位臺(tái)配合探針系統(tǒng)、力傳感器等搭建的一套力閉環(huán)系統(tǒng)，從而可進(jìn)行特殊材料的高精度表面微加工。
2）壓電納米定位臺(tái)應(yīng)用于3D微納打印
微納3D打印就像蓋房子一樣，磚塊是一層一層的，累積起來(lái)后，就成一個(gè)立體的房子。芯明天P11.XYZ三維壓電納米定位臺(tái)應(yīng)用于3D微納打印中，它不僅可精確調(diào)整光學(xué)元件的位置，為光路徑的傳輸及聚焦焦點(diǎn)提供快速、精準(zhǔn)的定位，還可用于調(diào)整待加工材料的位置，保證微納加工的高精度及準(zhǔn)確性。
3）壓電納米定位臺(tái)應(yīng)用于熒光顯微鏡、三維顯微成像熒光顯微鏡是一種利用觀察物體的熒光來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品研究的顯微鏡設(shè)備。它被使用在了許多不同的領(lǐng)域，如生物科學(xué)、航天科技、教育機(jī)構(gòu)等。芯明天P12.XYZ系列中空式壓電納米定位臺(tái)為樣品（或物鏡）的Z向升降聚焦及樣品XY向的范圍調(diào)節(jié)提供納米級(jí)精度的定位。
4）壓電納米定位臺(tái)應(yīng)用于光刻納米光刻是一種全新的納米圖形復(fù)制方法，實(shí)質(zhì)是將傳統(tǒng)的模具復(fù)型原理應(yīng)用到微觀制造領(lǐng)域。首先計(jì)算機(jī)將BMP圖轉(zhuǎn)化成灰度圖，然后再通過(guò)二維掃描臺(tái)，帶動(dòng)鍍膜鏡片對(duì)讀取的圖像信息進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)控制激光器及掃描臺(tái)，完成圖像的納米定位加工。納米光刻技術(shù)是制作納米結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，具有廣闊的應(yīng)用前景。利用芯明天P12系列XY二維掃描臺(tái)，可帶動(dòng)鍍膜鏡片對(duì)讀取的圖像信息進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)控制激光器及掃描臺(tái)，兩者配合完成圖像的納米級(jí)精度加工。5）壓電納米定位臺(tái)應(yīng)用于干涉
干涉測(cè)量技術(shù)是以光波干涉原理為基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)量的一門技術(shù)，在現(xiàn)代精密測(cè)量領(lǐng)域中，許多測(cè)量工作都是靠干涉實(shí)現(xiàn)的。
芯明天P77系列壓電移相器是專為光學(xué)檢測(cè)移相應(yīng)用而設(shè)計(jì)，行程范圍可達(dá)100µm，負(fù)載能力可高達(dá)25kg，適于各種鏡片、鏡頭的光學(xué)檢測(cè)設(shè)備?？梢罁?jù)客戶的設(shè)備應(yīng)用要求量身定制。壓電納米定位臺(tái)采用先進(jìn)的技術(shù)和安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)而成，為了您的自身安全及產(chǎn)品的正確使用，使用時(shí)請(qǐng)注意以下幾點(diǎn)。
溫度改變和壓力都會(huì)給壓電納米定位臺(tái)充電，與控制器斷開(kāi)連接的一段時(shí)間壓電納米定位臺(tái)也會(huì)保持帶電狀態(tài)，所以操作者在使用時(shí)要注意：·在安裝以前給壓電納米定位臺(tái)進(jìn)行放電，這個(gè)可以通過(guò)和控制器連接實(shí)現(xiàn)；·使用前首先檢查本產(chǎn)品的連接線是否完好，產(chǎn)品及控制器是否進(jìn)行了有效的接地保護(hù)，操作過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范操作，上電后不要用手觸碰產(chǎn)品（最高可達(dá)150V以上電壓），以防發(fā)生危險(xiǎn)。 為了防止不當(dāng)操作對(duì)產(chǎn)品造成損壞，使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：·壓電納米定位臺(tái)盡量在無(wú)塵、無(wú)油、無(wú)潤(rùn)滑劑的環(huán)境中使用； ·建議負(fù)載不要超過(guò)本產(chǎn)品的承載能力，裝載時(shí)注意扭力不要過(guò)大，不要撬或扭轉(zhuǎn)負(fù)載面，以免損傷結(jié)構(gòu)； ·當(dāng)出現(xiàn)異常情況應(yīng)該立即關(guān)閉相關(guān)部分；·壓電納米定位臺(tái)長(zhǎng)期使用建議使用電壓為0~120V；·請(qǐng)勿對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行拆解，以免造成產(chǎn)品損壞； ·避免拉伸和彎曲電纜接口，防止對(duì)電纜造成損壞； ·使用我公司提供的專用電纜連接壓電納米定位臺(tái)和控制器； ·不能隨便使用電纜延長(zhǎng)線，如需要更長(zhǎng)電纜請(qǐng)聯(lián)系我司銷售人員。安裝前首先要進(jìn)行安全檢查，如連接線有無(wú)破損、斷線，驅(qū)動(dòng)電源有無(wú)接地保護(hù)等。
4、安裝負(fù)載，適當(dāng)擰緊以確保定位精度；5、將產(chǎn)品連接線按連接器頭處標(biāo)識(shí)與控制器對(duì)應(yīng)接口連接起來(lái)；6、如有不清楚的地方請(qǐng)咨詢芯明天公司。安裝負(fù)載時(shí)確保負(fù)載質(zhì)量小于壓電納米定位臺(tái)最大承載，盡量將負(fù)載安裝在運(yùn)動(dòng)面中心位置。負(fù)載的正確放置方式如下圖所示：負(fù)載加在工作臺(tái)的臺(tái)面中心對(duì)于產(chǎn)品的保護(hù)我們不建議負(fù)載過(guò)高，如必須采用較高的負(fù)載請(qǐng)適當(dāng)減小負(fù)載重心位置，錯(cuò)誤放置方式如下圖所示：盡量不要讓負(fù)載重心遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)禁止將負(fù)載加載在運(yùn)動(dòng)臺(tái)的一側(cè)，這會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成嚴(yán)重的破壞，如下圖所示：
禁止加載較長(zhǎng)負(fù)載且加在運(yùn)動(dòng)臺(tái)的一側(cè)緊固和連接過(guò)程選用的螺釘過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致安裝不上或者螺栓有部分漏出，露出會(huì)刮傷產(chǎn)品，影響產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)精度，過(guò)短的螺栓，會(huì)導(dǎo)致連接不夠緊湊，容易發(fā)生松動(dòng)，操作時(shí)松動(dòng)會(huì)破壞產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)。· 安裝負(fù)載時(shí)緩慢擰緊負(fù)載，扭矩不要太大，以免損傷機(jī)構(gòu)；· 使用我公司提供的專用電纜連接壓電納米定位臺(tái)和控制器；· 不要擅自延長(zhǎng)電纜，如需更長(zhǎng)電纜請(qǐng)聯(lián)系我們客服。
