Shanggu Precise control (Tianjin) Technology Co., Ltd
尚古精控(天津)科技有限公司
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IPRODUCT / 经营项目
物镜聚焦台

物镜聚焦台

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优势


控件全部内置;一根外部电缆

5nm RMS 位置稳定性

25 nm重复定位精度

易于原型制作

生产成本效益



DOF-5 – 物镜聚焦台

DOF-5 物镜聚焦平台经过精心设计,可提供更大的行程 (5 mm) 和更高的带宽 (> 225 Hz),而成本仅为带压电电机的压电平台的一小部分。通过将伺服驱动器和运动控制器嵌入到平台内,复杂的布线已被移除,从而使整体系统成本低于竞争产品,同时仍保持同等或更好的性能。

DOF-5 的行程 > 5 mm,提供更大的工程灵活性。压电系统的行程受限(通常为 100 至 300 μm)通常会导致系统性能下降。尝试延长行程,例如采用杠杆放大,会显着降低聚焦平台的共振频率和刚度。DOF-5 增加的行程消除了对额外粗定位轴的需要。此外,DOF-5 可以直接连接到自动对焦系统以便于集成。



 DOF-5 物镜聚焦平台具有以下特点和优势:


硬件敏捷性:

独特、紧凑、集成的运动平台和微型控制器,带有一根组合电源和通信电缆

易于集成;减少占地面积、复杂性和仪器内部的零件数量

多平台综合解决方案

             

性能:

精确、高性能的运动控制和支持软件工具,适用于要求苛刻的应用

极具吸引力的性价比,使用创新的专利系统架构实现

长寿命:静音无刷直线电机、非接触式编码器、交叉滚子直线轴承

               

可靠性:

经验丰富的供应商的可靠性和信心

超过 22,000 个运动系统运往全球财富 500 强公司

准时交货率95%以上



综合解决方案 


通过将编码器、插值器、驱动器和运动控制器电子设备全部包含在平台内,DOF-5 能够实现高定位稳定性,并避免外部布线、接地不良和其他对反馈的不利影响引入的噪声错误信号

DOF-5 物镜聚焦平台和SmartStage XY生态系统为您的应用提供集成控制解决方案

使用 X、Y 和 Z 平台之间的通用 API 简化软件架构


精密直线电机


DOF-5 包括刚性交叉滚子轴承和无刷线性伺服电机驱动,为光学显微镜提供更高的伺服带宽和更好的响应。

DOF-5 设计受美国专利 10,367,436 保护。


“在速度和分辨率方面提供 压电陶瓷的所有优势……没有 短行程和噪音等 限制,成本更低。”


压电电机和挠性轴承的局限性


带有压电电机和挠性轴承的纳米定位平台价格昂贵、行程受限且存在刚度问题。

DOF-5 物镜聚焦台经过精心设计,可以克服这些性能缺陷,以更低的成本提供更大的行程(5 mm)和更高的带宽(> 225 赫兹)。

通过在位移台内嵌入伺服驱动器和运动控制器,我们消除了复杂的布线,并将总体系统成本降低到通常比竞争产品低 50-60%,同时仍保持同等或更好的性能。

DOF-5 也可以直接连接到自动对焦系统以便于集成。



赖于位置的寄生力。交叉滚子轴承提供更高的刚度以实现更快的移动。这导致增加的吞吐量和更长的纳米定位器寿命。
堆栈或振荡驱动具有非线性响应,并且带宽随着有效载荷质量的增加而减小。无刷线性伺服电机驱动为光学显微镜提供更高的伺服带宽和线性响应。
< 300 μm 行程需要精确对齐,如果需要更多行程,则需要额外的粗轴。> 5 毫米行程使对准更容易。它还有助于避免显微镜物镜碰撞并提供足够的行程以清除干扰。
振荡的压电元件会发出很大的刺耳噪音。安静的伺服器受到实验室工作人员的重视。
离轴、复杂的控制通常是专有的,这导致压电执行器的成本更高。

由于复杂性和电缆更少,板载控制可降低拥有成本。



什么是“纳米定位”?



在不太遥远的过去,自动化钟形曲线的精密尾端通常被通俗地称为市场的“微定位”部分。术语微定位源于高精度定位系统通常在微米级运行的事实。该领域的制造商指定了关键的系统属性,例如以微米为单位的双向可重复定位精度、准确性和稳定性。这些系统足以满足从生命科学和诊断到非接触式计量,再到半导体、数据存储和平板显示器等技术领域的行业需求。

快进到今天,这样的系统已经不够用了。显微镜和生物技术领域不断发展的行业需求要求精密定位设备制造商不断提高性能水平。 随着跨市场感兴趣的特征变得越来越小,在 纳米级定位的能力  成为市场的当务之急。 Dover Motion 很自豪能够凭借革命性的 DOF-5 SmartStage™ Z 轴聚焦系统 和 SmartStage Linear 系列单轴和 XY 系统等突破性产品引领这一纳米定位新领域的前沿 。

这种新一代的产品具有可重复定位精度、稳定性和以纳米为单位的阶跃建立性能,可以满足可预见的行业需求。那么,您的尖端仪器开发是否基于传统的衍射极限宽视场荧光显微镜;提高分辨率的方法,例如共聚焦激光扫描显微镜;或结构照明显微镜等超分辨率技术,Dover Motion 上述 DOF-5 SmartStage Z 轴平台已准备好提供所需的所有客观纳米定位性能。


纳米定位显微镜的优势


使用基于 压电致动器的专用Z轴平台 是目前高性能和高精度成像常用的技术;然而,压电驱动执行器有许多非常明显的局限性——尽管它们目前在自动显微镜聚焦市场占据主导地位。

下表强调了压电平台的局限性,并将它们与我们新的 DOF-5 物镜聚焦平台的功能进行了比较。


性能图


快速、准确且可重复的 100 nm 移动上面的阶梯图显示了连续十次向上移动 100 nm,然后连续十次向下移动 100 nm的位置与时间的关系。该图的数据是使用激光干涉仪和安装在 300 克物镜底部的平面镜以 10 kHz 的采样率获取的。此阶梯图展示了 DOF-5 执行聚焦应用中典型的非常快速、准确且可重复的小移动的能力。


具有极低抖动的高吞吐量步进



上面从阶梯图放大的单个 100 nm 步长展示了 DOF-5 Z 轴平台的高通量聚焦能力。在上述移动中,初始位置稳定性 < +/- 3 nm,物镜执行 100 nm 步进,在 3 ms内稳定并保持在 ± 7 nm 窗口内。




纳米级双向重复定位精度


上图显示了在 100 nm 阶梯移动序列中的一对位置上显示的缩放框。这两个选定的位置名义上是相同的,但从相反的方向接近。左边的位置是在向上移动时形成的,而右边的位置是在向下移动时形成的。因此,在比较这两个位置时,任何缺乏双向可重复定位精度的情况都会出现。

在这种极端变焦中,垂直刻度为每格 5 nm,两个位置(标称值为 400 nm)均以高分辨率可见。尽管相隔 2.8 s,并且从相反的方向接近,但在 250 ms的位置保持期间,两个位置的平均值之间的差异低于 2 nm。



DOF-5 物镜聚焦台的开发是为了满足自动化数字显微术对吞吐量、分辨率和稳定性不断提高的要求。现代生物医学、生命科学和诊断仪器依赖于自动化数码显微镜技术。DNA 测序仪、细胞成像仪器和数字病理扫描仪只是数字显微镜解决方案众多应用中的一小部分。我们已经运送了数以千计的物镜聚焦平台来支持应用,包括:

下一代测序 (NGS)

数字细胞形态

自动化数字病理学

光学计量仪器

半导体和纳米技术成像

数码显微镜

自动细胞计数



协调运动


用户定义的配置文件模式 (UDP) 允许平台使用辅助输入来协调运动。载物台可以由另一个轴或外部源驱动,以遵循基于输入的定义运动曲线。

DOF-5 可针对垂直(Z 级)和水平(x 级)应用进行配置。如需更多信息,请联系我们的应用工程师。 


DOF-5 聚焦台规格



描述规格
行程(mm)> 5
有效负载质量 (g)100 – 900
分辨率(nm)*1.25 或 5
伺服带宽 (Hz)≥ 225 Hz
稳定性(nm RMS)5
步进与分辨率100 nm 以内 +/- 15 nm 以内 < 15 ms
双向重复定位精度(nm)(500 nm移动)25
归位重复定位精度 (µm)1
总尺寸,不包括物镜安装座 (mm)77 × 82 × 30
1 kg 时的最大加速度 (m/s/s)6
最大速度 (mm/s)125(5 nm 分辨率)
通讯RS232、RS485全双工或半双工,CAN2.0B
输入步进和方向