すべてのマッドシティLabsのナノ位置決めステージを設計し、連成運動を最小化または排除することを目的に製造されています。連成運動を最小化することによって、純粋な直線運動が得られます。純粋な直線運動ナノ位置決めステージは、正確な結果を与えます：もし顕微鏡アプリケーションに測定するオブジェクトの形状とサイズが正しいことを、ステージでは、同じ順方向と逆方向に動作して動作し、各軸に沿った位置は、他の軸に沿った位置とは無関係です。 ナノポジショニングでの連成運動とその効果を理解する 連成運動とそれがナノポジショニングに及ぼす影響を理解するために、それはロール、ピッチ、ヨーの角度共役運動に専念することが適当である。次の図では、ロール、ピッチとヨーの角度は、標準に定義されていますマッドシティLabsの単軸ナノポジショニングステージ。  図1。 ヨー、ピッチとロールの相対運動を示す回路図。 位置決め誤差の計算 連成運動に起因する測位誤差を容易に計算されます。一例として、我々は、翻訳方向とX軸を定義し、XY平面のヨーに起因する測位誤差を決定する。位置決め誤差は、関心のポイントは、ステージの中心、Dから配置されてどのくらいに依存し、その角度位置で、θ、下の図を参照してください。位置決め誤差はE X = D（ヨー）COSθとe Y = D（ヨー）罪θ。同様の関係が、ロールとピッチを導出することができます。  図2。 舞台の中心からヨーと距離の関係。 マッドシティLabsのナノポジショニングステージのヨーピッチとロールの例 すべてのマッドシティLabsのナノ位置決めステージは、最終的なプロダクションテスト時にロール、ピッチ、ヨーのために測定されます。このような測定の例を以下の図に示されています。これらの例を使用して我々は、e xとE yを計算することができます。我々はD = 10mmとθ= 45 °の場合、e はx = E Y = 21 nmを想定している場合、最大のヨーは、3μradです。これは、正しく20μmの全測定範囲にわたって相対的な位置の誤差として解釈されます。相対誤差は、したがって、この例の0.1％に等しくなります。  図3。 ナノポジショニングステージのヨー、ピッチとロールの実際の測定値。 純粋なモーションアンプ piezoactuatorの動きが頻繁に増幅される中程度のフットプリントで長い範囲の動きを実現する。 piezoactuatorの動きを増幅すると、寄生連成運動になることがあります。これらの寄生動きの中でもX、YまたはZ軸についての回転の導入、およびY軸の変換にX軸の変換の直接カップリングです。かなり頻繁にこれらの寄生動きは、それが不可能なオブジェクトを拡大表示することまたはそれが不可能な絶対的なイメージングを実現すること、を補正することは困難または高価なことで再現性の非です。例えば、市場でnanopositionersの数は、平行四辺形や回転誤差を導入する増幅器、他のタイプを使用してください。結合動作が明らかであるところそのような装置は、概略的に以下に示します。  図4。 回転誤差が生じることが平行四辺形のアンプの回路図。 平行四辺形のアンプと同様のデバイスはでは使用されていないマッドシティラボ nanopositioners。にマッドシティラボ nanopositioners"ピュアモーションアンプは、"機械的な増幅を達成するために使用されています。純粋なモーションアンプは、軸との間の結合動作を最小限に抑えるため、一般的に我々が100ミクロンスキャンの段階でロールのピッチとヨーの10マイクロラジアン以下を達成するためのルール、一連の厳格なことで設計されています。この100ミクロン、または0.001％の誤差で1nmの測定誤差に変換されます。さらに、XとY軸の間に直接的な結合はありません。したがって、10ミクロン× 10ミクロンの正方形の画像は、使用して、10ミクロン× 10ミクロンの正方形であるマッドシティの研究所ナノポジショニングシステムを。 |