溫度的變化會(huì)對(duì)壓電納米定位臺(tái)的性能產(chǎn)生很大的影響,像靜電容量的參數(shù)值會(huì)隨著溫度的升高而增加,過高的溫度會(huì)降低其性能以及使用壽命。同樣,壓電納米定位臺(tái)的靜電容量也會(huì)隨著溫度的降低而降低,從而它的位移參數(shù)也會(huì)相應(yīng)降低,出力也隨之降低。
但由于低溫環(huán)境下,壓電納米定位臺(tái)的驅(qū)動(dòng)源PZT壓電陶瓷材料抵抗退極化的能力急劇增加,在超低溫環(huán)境下,可以雙極性驅(qū)動(dòng)壓電納米定位臺(tái),以獲得更大的位移。
芯明天壓電納米定位臺(tái)種類繁多,功能多樣化,本次基于P13系列進(jìn)行介紹。
P13系列壓電納米定位臺(tái)是可選二維XY或三維XYZ運(yùn)動(dòng)的壓電平臺(tái),臺(tái)體采用平行運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)構(gòu)放大設(shè)計(jì)原理,內(nèi)置高性能壓電陶瓷,位移可達(dá)百微米以上。產(chǎn)品可用于光學(xué)顯微、生物科技、量子等領(lǐng)域。
小體積,可選中心通孔設(shè)計(jì)
P13系列壓電納米定位臺(tái)分為P13和P13A兩大類,前者為無中空設(shè)計(jì),后者具有中心通孔設(shè)計(jì),用戶可根據(jù)需要自由選擇。
該系列壓電納米定位臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)室溫版與低溫版都具有非常小的外形尺寸,開環(huán)版本體積可小至26×26×14.6mm^3,而閉環(huán)版本體積可小至33×33×16mm^3。
真空版P13.XYZ40S壓電納米定位臺(tái)
P13A系列低溫版壓電納米定位臺(tái)是專為極低溫、強(qiáng)磁場環(huán)境而研發(fā)設(shè)計(jì),采用低溫壓電驅(qū)動(dòng),外殼采用輕型材料,采用低溫雙絞線,以適應(yīng)低溫環(huán)境下的使用。
低溫版P13A.XYZ80K壓電納米臺(tái)
耐低溫、耐強(qiáng)磁場
該系列低溫閉環(huán)版壓電納米定位臺(tái)耐低溫可達(dá)-40℃,甚至更低。而對(duì)于開環(huán)其他型號(hào),耐溫將更低,可達(dá)4K溫度。在低溫下,芯明天壓電納米定位臺(tái)也表現(xiàn)出非常優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)與定位性能。
P13.XY40K壓電納米定位臺(tái)
低溫導(dǎo)線
該系列低溫壓電納米定位臺(tái)所有組件均采用低溫兼容版本,以保證其在低溫下的性能,包括導(dǎo)線。
普通導(dǎo)線的電阻在低溫下會(huì)發(fā)生大幅度改變,并且普通導(dǎo)線的外皮絕緣材質(zhì)也不耐低溫環(huán)境。因此,該系列低溫壓電納米定位臺(tái)采用低溫兼容導(dǎo)線,可完全勝任低溫下電信號(hào)的傳輸。
閉環(huán)快速階躍
P13.XYZ40S閉環(huán)版本低溫臺(tái)的滿行程階躍時(shí)間可達(dá)30ms,也可根據(jù)用戶的應(yīng)用需求進(jìn)行出廠前更改設(shè)置。
頻率負(fù)載曲線
P13系列低溫壓電納米定位臺(tái)具有XY二維及XYZ三維運(yùn)動(dòng)版本,它的空載諧振頻率較高,可以適用于動(dòng)態(tài)應(yīng)用。
參數(shù)舉例
型號(hào) | P13A.XYZ80K低溫版 |
使用溫度 | 可達(dá)4K |
運(yùn)動(dòng)方向 | X、Y、Z |
標(biāo)稱行程范圍@4K | 25μm(0~150V) |
開環(huán)分辨率@4K | 0.3nm |
空載諧振頻率 | 350Hz |
靜電容量@4K | XY0.75μF、Z1.5μF |
工作環(huán)境 | 低溫4K,強(qiáng)磁場30T,超高真空2E-11mbar |
承載 | 100g |
中心通孔 | 5×5mm^2 |
型號(hào) | P13A.XY90K低溫真空版 |
使用溫度 | 可達(dá)4K |
運(yùn)動(dòng)方向 | X、Y |
標(biāo)稱行程范圍@4K | 30μm(0~150V) |
開環(huán)分辨率@4K | 0.3nm |
空載諧振頻率 | 450Hz |
帶載150g諧頻 | 160Hz |
靜電容量@4K | 0.75μF/軸 |
工作環(huán)境 | 低溫4K,強(qiáng)磁場30T,超高真空2E-11mbar |
承載 | ≤150g |
重量 | 88g |
中心通孔 | 10×10mm^2 |
型號(hào) | P13A.XY180K低溫版 |
使用溫度 | 可達(dá)4K |
運(yùn)動(dòng)方向 | X、Y |
標(biāo)稱行程范圍@4K | 80μm(0~150V) |
開環(huán)分辨率@4K | 1nm |
靜電容量@4K | 1.65μF/軸 |
工作環(huán)境 | 低溫4K,強(qiáng)磁場30T,超高真空2E-11mbar |
承載 | 200g |
中心通孔 | 15×15mm^2 |
低溫壓電納米定位臺(tái)應(yīng)用
注:圖片來源網(wǎng)絡(luò)。
芯明天低溫壓電納米定位臺(tái)具有非常廣泛的應(yīng)用,例如:
1)在基于金剛石NV色心量子傳感器對(duì)微觀尺度的磁場或電場物理量的測量,其中鏡頭移動(dòng)或樣品移動(dòng),可由芯明天低溫壓電納米定位臺(tái)來完成。
2)而在量子信息及精密探測等實(shí)驗(yàn)中,對(duì)金剛石NV色心的精確定位,也可由芯明天壓電納米定位臺(tái)來完成。
3)探測樣品在低溫、強(qiáng)磁場環(huán)境下的熒光以及一些其他量子特性,對(duì)量子點(diǎn)等量子材料進(jìn)行精確掃描。
4)微納光學(xué)腔的耦合調(diào)節(jié)。
5)超導(dǎo)磁體內(nèi)真空低溫環(huán)境下的精確定位。
6)F-P微腔調(diào)節(jié),例如利用光學(xué)手段在低溫固體中尋找單個(gè)自旋。
7)完成低溫環(huán)境下穩(wěn)定的位移控制,從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的低溫量子體系,用于量子通信、量子計(jì)算、量子存儲(chǔ)器等。
8)光學(xué)諧振腔或光學(xué)干涉儀的相位鎖定等。
審核編輯黃宇
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