PIEZOCONCEPT 是法国的纳米定位器制造商,其 BIO 系列面向倒置光路显微系统的集成应用。BIO3.100 为该系列的三轴型号,行程 100 微米,结构高度较低,中央开设矩形通孔用于放置样品。本文介绍该产品的结构特点、主要参数与常见应用。
一、产品信息
BIO3.100 采用压电柔性铰链结构,无机械传动间隙,配合闭环控制实现纳米级定位。平台整体高度约 15.6mm,可嵌入多数倒置光路设备的物镜与聚光镜之间,也可与手动粗定位台组合使用,形成粗调加精调的两级结构。
平台标配控制器,USB 通讯为可选项,便于与成像软件联动。100 微米版本在材料上采用因瓦合金,以降低温度变化引起的漂移,适合长时扫描类应用;标准 BIO3 系列的其他行程版本以铝合金为主。
产品为法国进口,交付周期以周计算;如需定制转接板、样品夹或特殊线缆长度,建议在订货时一并确认,避免到货后二次改造。
安装这类平台时,有两件事比参数更影响使用效果。一是安装平面的平面度与清洁度,平台底面若有微小异物或翘曲,柔性铰链会承受额外预载,表现为行程不对称或零位漂移;二是线缆与接地的处理,压电驱动对电磁干扰较敏感,信号线与动力线分开走、控制器良好接地,是常见的做法。
另外需要提醒的是,压电平台不适合作为粗定位机构使用。它应当在手动或电动粗调台把样品送到视场之后,才进入工作状态;长时间大行程往复运动会加速柔性结构疲劳。把这一点写进操作规程,对延长使用寿命有帮助。
二、产品参数
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 型号 | BIO3.100(三轴) |
| 行程 | 100 × 100 × 100 μm |
| 分辨率 | 0.1 nm |
| 噪声基底(典型) | 0.01 nm |
| 重复性 | 0.2 nm |
| 线性度(典型) | 0.0002 |
| 谐振频率 | 500 / 400 / 400 Hz |
| 刚度 | 0.6 / 0.5 / 0.5 N/μm |
| 传感器 | 硅应变式高分辨传感器 |
| 材料 | 因瓦合金(100 μm 版本) |
| 负载(水平 / 垂直) | 0.5 kg / 0.5 kg |
| 线缆长度 | 2 m |
| 控制 | 配套控制器,USB 通讯可选 |
注:上表参数为常见规格整理,不同批次与配置可能略有差异,具体以厂家官方数据表为准。
三、应用案例
倒置光路显微检测。碎片、小尺寸基板与封装样品常从上方放置、下方成像,平台需要在视场内做纳米级步进,同时避免机械间隙带来的位置误差。BIO3.100 的低矮结构与矩形通孔,使其可以直接替换原有机械载物台,配合粗定位台完成大范围移动。
原子力显微镜与表面形貌测量。部分 AFM 的升级方案会用压电台替换原有扫描结构,以获得更低的噪声与更好的热稳定性。因瓦合金版本的 100 微米平台常被用于这类改造,因为单点扫描可能持续数小时,温度引起的漂移会直接影响图像质量。
薄膜与线宽量测。在白光干涉或共聚焦光路中,压电台负责视场内的精细定位与层析扫描,Z 向的线性度直接影响膜厚换算结果;此类应用通常需要确认负载余量与控制器接口。
封装切片与失效分析。断面样品的局部观察常需要在小范围内做精确步进,配合长工作距离物镜逐点记录。此类应用对承载要求不高,但对重复性要求较严,因为同一位置需要多次往返观察。
天津赛镭


