prior纳米定位平台在速率快与高精准度领域的应用

时间：2022-10-05

40多年来，Queensgate一直是高精度纳米定位产品的优秀供应商。Queensgate源于伦敦帝国理工学院（Imperial College）的开创性研究，在纳米定位方面“写了一本书”。这本书的作者是托马斯·希克斯（ThomasHicks）和保罗·阿瑟顿（PaulAtherton），书名为：《The Nano Positioning》这本书对于纳米级的“精度”和“精确度”进行了严格的定义，时至今日，这些定义仍然被认为是精确描述纳米定位系统性能的一方法。

Queensgate的部分研究和产品开发活动在各种行业的研发中发挥重要作用，2018年，Queensgate公司被Prior Scientific Instruments有限公司收购。

控制技术的增强

数字信号控制提供了调整的灵活性，优化了系统的速度、分辨率和有效负载。Queensgate控制器具有**低噪声电子设备（低皮米级），可以以20µs的更新率运行闭环控制。

Queensgate通常比同类产品快4到5倍。它们在高带宽（3 dB带宽）和40%以上的谐振频率下工作，同时保持精度和分辨率。OEM和定制解决方案Queensgate拥有40多年的经验，在需要精度、准确性和动态性能的地方提供定制和OEM解决方案。

Prior在开发过程密切关注客户，并且与工程团队密切合作，以了解客户应用程序和系统需求。内部团队为那些希望为其较具挑战性的应用程序找到新的、准确和高效的解决方案的用户提供世界良好的创新和专业知识。Prior公司已通过ISO 9001认证，专注于高质量和项目管理，以在预算内按时满足性能规范。

Queensgate纳米定位系统，压电纳米台的优势应用：

您可以在以纳米或亚纳米尺度移动样品的高精度应用中使用纳米定位系统。Queensgate 是高性能、高速纳米定位方面的*。

Queensgate公司一直在推动纳米定位的创新。Queensgate纳米定位系统用于显微镜、计量、半导体测试、硬盘测试、晶圆检测、光束控制、光子对准以及成像技术，如原子力显微镜和活细胞成像。系统可靠性对于生产测试和同步加速器光束线或空间等具有挑战性的环境至关重要。Queensgate 产品可以帮助客户满足高速和高精度应用的需求。

上图为压电纳米定位系统、纳米定位平台、纳米定位压电样品扫描仪

长距离和快速扫描时间，有利于多光子显微镜技术，如作为活细胞成像（见下图）。在30秒内获得的脑组织活细胞图像。

在要求非常苛刻的显微镜成像中*牺牲速度或分辨率，NanoScan OP400压电纳米平台和NanoScan SP400/SP600纳米定位压电样品扫描仪使用 Queensgate 的数字控制器，其性能通常只能在较短范围的平台上实现。长距离和快速扫描时间有利于活细胞成像等多光子显微技术。

上图为QGNPS-XY-100高性能XY轴载物台

应用于原子力显微镜 (AFM) 系统的高速、高分辨率成像

Queensgate与NPL合作，使用QGNPS-XY-100高性能XY轴载物台进行原子力显微镜的高速控制成像测试。结果非常出色，成功显示了大面积、高质量、纳米空间分辨率的原子力显微镜图像捕获。光栅扫描速度从0.5毫米/秒到4毫米/秒不等，图像捕获只需几分钟，而不是几小时或几天。Queensgate高性能压电平台用于原子力显微镜的样品扫描器，以提供亚纳米级的空间分辨率。动态性能也很重要，因为Z轴尺寸越快适应样品的拓扑结构。在X和Y轴上扫描表面的速度就越快。速度是至关重要的，因为它可以减少测量时间和可能的温度漂移。

Queensgate闭环速度控制可实现更快的原子力显微镜扫描，在更大的扫描区域内以高达4mm/s的光栅速度捕获高质量（高分辨率）图像。100x100µm至600 x600µm的扫描区域可容纳较大的样本和有效载荷。此外，位置数据的线性允许捕获高质量图像，而*复杂的后处理技术来消除压电变形或缝合效果。

以0.5µm/s的速度拍摄图像，1000条扫描线采集时间为4分钟。测得的节距在0.2 nm（0.06%）范围内一致，表明速度中的任何误差都是高度可重复的。

用于工业领域苛刻环境的解决方案，专为苛刻的环境设计

Queensgate 的产品用于硬盘测试等高通量工业测试。应用需要埃级测量；较高的精度和速度至关重要，因为每天要测试一百万个读/写磁头。Queensgate 与客户合作提供定制解决方案、设计阶段和优化控制电子设备以满足较高性能。电子显微镜具有比光学显微镜更高的分辨率，可以在皮米级的分辨率下显示较小物体的结构。Queensgate提供非常低噪音的压电系统，该系统无磁且与UHV兼容。

硬盘驱动器测试

Queensgate为硬盘驱动器（HDD）读/写磁头测试系统设计了一个定制的平台和控制器，以满足制造商对质量和精度的高要求。工厂每天要测试约100万个磁头，然后再将其制作成较终的硬盘驱动器。测试设备的要求与较终硬盘驱动器的性能相一致。消费者对产品性能的期望很高，而且不断进步。当产品规格改变时，对测试设备的要求也随之改变。目前，测试的总位置误差预算不到0.5纳米，需要在埃斯拉姆级别进行测量。当在小范围内操作时，从同一房间的对话到零点几度的温度变化都会影响定位。

表面检查

定位精度在光学计量、显微镜和其他成像应用中至关重要。Queensgate纳米定位系统提供了尽可能高的精度，我们的系统在纳米范围内具有可重复性，响应时间低于一毫秒。Queensgate**良好的速度控制系统允许以1000µm/s以上的速度采集图像。

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