Як визначити правильну систему нанопозиціювання

1. Побудова пристроїв нанопозиціювання

Наука про нанопозиціонування з винятковою роздільною здатністю в нанометровому та субнанометровому діапазоні та швидкістю відгуку, виміряною в субмілісекундах, фундаментально залежить від стабільності, точності та повторюваності механічних та електронних технологій, що використовуються в кожній системі.

Таким чином, першим ключовим фактором, який слід враховувати при виборі нової системи, є якість її розробки та виробництва.Точність інженерної роботи та увага до деталей будуть очевидними, що відображатиметься в методах конструкції, використаних матеріалах і розташуванні складових частин, таких як сцени, датчики, кабелі та згинання.Вони повинні бути сконструйовані таким чином, щоб створити надійну та міцну конструкцію, яка не має згинання та деформації під тиском або під час руху, перешкод від сторонніх джерел або впливів навколишнього середовища, таких як теплове розширення та звуження.

Система також повинна бути побудована так, щоб відповідати вимогам кожної програми;наприклад, умови, за яких система, яка використовується для оптичного контролю напівпровідникових пластин, матиме абсолютно інші робочі критерії, ніж система, призначена для використання в зонах надвисокого вакууму або високої радіації.

2. Профіль руху

Окрім розуміння вимог програми, також важливо враховувати потрібний профіль руху.При цьому слід враховувати:

 Необхідна довжина ходу для кожної осі руху
 Кількість і комбінація осей руху: x, y і z, а також вістря і нахил
 швидкість руху
 Динамічний рух: наприклад, необхідність сканування в обох напрямках уздовж кожної осі, вимога постійного або ступінчастого руху або перевага захоплення зображень на льоту;тобто під час руху прикріпленого інструменту.

3.АЧХ

Частотна характеристика, по суті, є показником швидкості, з якою пристрій реагує на вхідний сигнал на заданій частоті.П'єзосистеми швидко реагують на командні сигнали, при цьому більш високі резонансні частоти забезпечують більш швидкі реакції, більшу стабільність і пропускну здатність.Слід, однак, визнати, що на резонансну частоту пристрою нанопозиціонування може впливати прикладене навантаження, причому збільшення навантаження зменшує резонансну частоту, а отже, швидкість і точність нанопозиціонера.

4. Час осідання та підйому

Системи нанопозиціонування рухаються на надзвичайно малі відстані з високими швидкостями.Це означає, що час встановлення може бути вирішальним елементом.Це проміжок часу, який потрібен, щоб рух зменшився до прийнятного рівня, перш ніж згодом можна буде зробити зображення чи вимірювання.

Для порівняння, час наростання – це інтервал, що минув для етапу нанопозиціонування для переміщення між двома командними точками;зазвичай це набагато швидше, ніж час осідання, і, що найважливіше, не включає час, необхідний для стадії нанопозиціонування, щоб осісти.

Обидва фактори впливають на точність і повторюваність і повинні бути включені в будь-яку специфікацію системи.

5. Цифрове управління

Вирішення проблем частотної характеристики, а також часу встановлення та наростання значною мірою залежить від правильного вибору системного контролера.Сьогодні це надзвичайно передові цифрові пристрої, які інтегруються з точними ємнісними сенсорними механізмами, щоб забезпечити винятковий контроль із субмікронною точністю позиціонування та високими швидкостями.

Як приклад, наші новітні регулятори швидкості із замкнутим контуром Queensgate використовують цифрову режекторну фільтрацію в поєднанні з прецизійним механічним дизайном сцени.Цей підхід гарантує, що резонансні частоти залишаються незмінними навіть за значних змін навантаження, одночасно забезпечуючи швидкий час наростання та короткий час встановлення – усе це досягається з видатним рівнем повторюваності та надійності.

6. Обережно!

Зрештою, майте на увазі, що різні виробники часто вирішують подавати специфікації системи різними способами, що може ускладнити порівняння подібних.Крім того, у деяких випадках система може добре працювати за певними критеріями – як правило, тими, які просуває постачальник, – але погано працювати в інших сферах.Якщо останні не є вирішальними для вашої конкретної програми, то це не повинно бути проблемою;однак цілком можливо, що якщо їх не помітити, вони потенційно можуть мати шкідливий вплив на якість вашої подальшої виробничої чи дослідницької діяльності.

Ми рекомендуємо завжди спілкуватися з декількома постачальниками, щоб отримати збалансовану точку зору, перш ніж вибрати систему нанопозиціювання, яка найкраще відповідає вашим потребам.Як провідний виробник, який розробляє та виробляє системи нанопозиціонування, включаючи ступені, п’єзоприводи, ємнісні датчики та електроніку, ми завжди раді надати поради та інформацію щодо різних доступних технологій і пристроїв нанопозиціонування.