Jak určit správný systém nanopolohování

1.Konstrukce nanopolohovacích zařízení

Věda o nanopolohování s výjimečným rozlišením v rozsahu nanometrů a subnanometrů a rychlostmi odezvy měřenými v submilisekundách závisí zásadně na stabilitě, přesnosti a opakovatelnosti mechanické a elektronické technologie používané v každém systému.

Prvním klíčovým faktorem, který je třeba vzít v úvahu při výběru nového systému, by proto měla být kvalita jeho návrhu a výroby.Precizní inženýrství a pozornost k detailu budou zřejmé, což se odráží ve způsobech konstrukce, použitých materiálech a rozmístění součástí, jako jsou stupně, senzory, kabeláž a ohyby.Ty by měly být navrženy tak, aby vytvářely robustní a pevnou strukturu, která je bez ohýbání a deformace pod tlakem nebo během pohybu, rušení z vnějších zdrojů nebo vlivů prostředí, jako je tepelná roztažnost a smršťování.

Systém by měl být také konstruován tak, aby vyhovoval požadavkům každé aplikace;například podmínky, za kterých bude mít systém používaný pro optickou kontrolu polovodičových destiček zcela odlišná provozní kritéria než systém určený pro použití v oblastech ultra vysokého vakua nebo vysokého záření.

2. Pohybový profil

Kromě pochopení požadavků aplikace je také důležité zvážit pohybový profil, který bude potřeba.To by mělo vzít v úvahu:

Požadovaná délka zdvihu pro každou osu pohybu
Počet a kombinace os pohybu: x, yaz plus náklon a náklon
 Rychlost jízdy
Dynamický pohyb: například potřeba skenovat v obou směrech podél každé osy, požadavek buď na konstantní, nebo skokový pohyb, nebo výhoda pořizování snímků za běhu;tj. když je připojený nástroj v pohybu.

3. Frekvenční odezva

Frekvenční odezva je v podstatě údaj o rychlosti, se kterou zařízení reaguje na vstupní signál při dané frekvenci.Piezosystémy reagují rychle na povelové signály, přičemž vyšší rezonanční frekvence produkují rychlejší odezvu, větší stabilitu a šířku pásma.Je však třeba si uvědomit, že rezonanční frekvence pro nanopolohovací zařízení může být ovlivněna aplikovanou zátěží, přičemž zvýšení zátěže snižuje rezonanční frekvenci a tím i rychlost a přesnost nanopolohovače.

4. Doba usazování a náběhu

Nanopoziční systémy se pohybují na extrémně malé vzdálenosti při vysokých rychlostech.To znamená, že rozhodujícím prvkem může být doba ustálení.Jedná se o dobu, po kterou se pohyb sníží na přijatelnou úroveň, než lze následně pořídit snímek nebo měření.

Pro srovnání, doba náběhu je interval, který uplynul pro fázi nanopolohování k pohybu mezi dvěma řídicími body;to je obvykle mnohem rychlejší než doba usazování, a co je nejdůležitější, nezahrnuje dobu potřebnou k usazení fáze nanopolohování.

Oba faktory ovlivňují přesnost a opakovatelnost a měly by být zahrnuty do každé systémové specifikace.

5. Digitální ovládání

Řešení problémů s frekvenční odezvou spolu s dobou ustálení a náběhu závisí do značné míry na správné volbě systémového regulátoru.Dnes se jedná o extrémně pokročilá digitální zařízení, která se integrují s přesnými kapacitními snímacími mechanismy, aby produkovaly výjimečné řízení při přesnosti polohy pod mikrometrem a vysokých rychlostech.

Například naše nejnovější regulátory rychlosti Queensgate s uzavřenou smyčkou používají digitální filtraci zářezu ve spojení s přesným mechanickým pódiovým designem.Tento přístup zajišťuje, že rezonanční frekvence zůstávají konzistentní i při významných změnách zátěže, přičemž poskytuje rychlé doby náběhu a krátké doby ustálení – to vše je dosaženo s vynikající úrovní opakovatelnosti a spolehlivosti.

6. Pozor na vzornost!

A konečně, uvědomte si, že různí výrobci se často rozhodují prezentovat systémové specifikace různými způsoby, což může znesnadnit srovnání podobných.Navíc v některých případech může systém fungovat dobře pro určitá kritéria – obvykle ta, která propaguje dodavatel –, ale v jiných oblastech může fungovat špatně.Pokud posledně jmenované nejsou pro vaši konkrétní aplikaci zásadní, pak by to neměl být problém;je však stejně tak možné, že pokud je přehlédnete, mohou mít potenciálně škodlivý dopad na kvalitu vašich pozdějších výrobních nebo výzkumných aktivit.

Naším doporučením je vždy promluvit si s několika dodavateli, abyste získali vyvážený pohled, než se rozhodnete pro systém nanopolohování, který nejlépe vyhovuje vašim potřebám.Jako přední výrobce, který navrhuje a vyrábí systémy nanopolohování – včetně stupňů, piezoelektrických ovladačů, kapacitních senzorů a elektroniky, vám vždy rádi poskytneme rady a informace o různých dostupných technologiích a zařízeních nanopolohování.