DOF-5 高带宽物镜聚焦位移台
    发布时间: 2025-04-17 16:40    

DOF-5 物镜聚焦位移台经过精心设计,可提供更长的行程 (5 mm) 和更高的带宽 (> 225 Hz),而成本仅为带有压电电机的压电台的一小部分。通过将伺服驱动器和运动控制器嵌入到平台内,消除了复杂的布线,从而比竞争产品降低了总体系统成本,同时仍然保持相同或更好的性能。
DOF-5 物镜聚焦位移台的优势
控制系统内置;一线连接
5nm RMS 位置稳定性
25 nm 重复定位精度
易于开发设计
高性价比

规格



参数

规格

行程(mm)

> 5

有效载荷质量(g)

100~900

 分辨率(nm)

1.25/5

伺服带宽(Hz)

≥ 225 Hz

 稳定性(nm RMS)

5

步进稳定性

30

双向重复定位精度(500nm移动量时)

3.8

归为重复定位精度(μm)

10

总体尺寸,不包括物镜安装座(mm)

0.6

1 kg 时的最大加速度(m/s/s)

3

最大速度(mm/s)

0.8

通讯

RS232,RS485 全双工或半双工,CAN2.0B

输入

和方向



产品说明


DOF-5 高带宽物镜聚焦位移台


DOF-5 的行程 > 5 mm,提供了更大的工程灵活性。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)会大大降低聚焦台的共振频率和刚度。 DOF-5 增加的行程无需额外的粗定位轴。此外,DOF-5 可以直接连接到自动对焦系统,以便于集成。


DOF-5 高带宽物镜聚焦位移台具有以下功能和优势:


硬件灵敏性:


  • 独特、紧凑、集成的运动平台和小型化控制器,带有一根组合电源和通信电缆。

  • 易于集成;最小化尺寸、复杂和更少的仪器内部零件数量。

  • 适用于多种位移台的集成解决方案。


性能:


  • 精确、高性能的运动控制和软件工具支持,适用于最苛刻的应用。

  • 令人信服的性价比,使用创新的专利系统架构实现。

  • 使用寿命长:静音无刷直线电机、非接触式编码器、十字交叉滚轮直线轴承。


可靠性:


  • 可靠、自信并且经验丰富的供应商。

  • 超过 22,000 台运动控制系统被运往全球财富 500 强公司。

  • 准时交货率超过95%。


集成解决方案:


  • 通过将编码器、插值器、驱动器和运动控制器电子设备全部集成在平台内,SmartStage 定位器能够实现高定位稳定性,并避免因外部布线、接地不良以及其他对反馈信号的不利影响而引入的噪声误差。

  • DOF-5 物镜聚焦位移台 SmartStage XY 和组合系统为您的应用提供集成控制解决方案。

  • 利用 X、Y 和 Z 位移台之间的通用 API 简化软件架构。


精密线性电机:


  • DOF-5 包括刚性十字交叉滚轮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。



压电电机和挠性轴承的局限性


  • 具有压电电机和挠性轴承的纳米定位位移台价格昂贵,并且存在行程受限和刚度问题。

  • DOF-5 物镜调焦位移台的设计旨在克服这些性能缺陷,以极低的成本提供更大的行程 (5 mm) 和更高的带宽 (> 225 Hz)。

  • 通过将伺服驱动器和运动控制器嵌入到位移台中,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%,同时仍然保持同等或更好的性能。

  • DOF-5 还可以直接连接到自动对焦系统,以便于集成。



压电挠性位移台

DOF-5 物镜聚焦位移台

带控制装置的典型压电成本约为 8,000 美元 – 12,000 美元。

带控制装置的单个纳米定位系统单价最多可降低 50%。

挠性轴承会产生离轴运动和与位置相关的耦合力。

十字交叉滚轴承提供更高的刚度,实现更快的移动。这会提高吞吐量并延长纳米定位器的使用寿命。

 堆栈或振荡驱动具有非线性响应,并且带宽随着有效负载质量的增加而减小。

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。

当需要更多行程时,< 300 μm 行程需要精确对准和额外的粗轴。

> 5 mm行程使对准更容易。它还有助于避免显微镜物镜崩溃,并提供足够的行程以清除干扰。

振荡压电器件会发出很大的刺耳噪音。

安静的伺服系统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。

机载控制装置的复杂性较低,电缆较少,因此拥有成本较低。


纳米定位显微镜的优点


使用基于压电陶瓷促动器的专用Z轴位移台是目前高性能、高精度成像最常用的技术;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上占据主导地位。


下图强调了压电位移台的局限性,并将其与我们新的 DOF-5 物镜聚焦位移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十次连续 100 nm 向上移动的位置与时间的关系,然后是十次连续 100 nm 向下移动的情况。该图的数据是使用激光干涉仪和安装在 300 g 物镜底部的平面镜以 10 kHz 采样率获取的。该阶梯图展示了 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。



高吞吐量步和极低抖动


上面从阶梯图中单个 100 nm 步长的放大展示了 DOF-5 Z 轴位移台的高吞吐量聚焦能力。在上述移动中,初始位置稳定性 < +/- 3 nm,物镜执行 100 nm 步长,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 阶梯移动序列内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,但是是从相反的方向接近的。左边的位置是在向上移动时建立的,而右边的位置是在向下移动时建立的。因此,在比较这两个位置时,任何双向可重复性的缺乏都会显现出来。


在这种极端变焦中,每格垂直刻度为 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仍低于 2 nm。



应用领域


DOF-5 物镜聚焦位移台是为满足自动数字显微镜对吞吐量、分辨率和稳定性不断提高的要求而开发的。现代生物医学、生命科学和诊断仪器都依赖于自动数码显微技术。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。我们已经交付了数千台物镜聚焦位移台,支持的应用包括:


  • 新一代测序(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

  • 高内涵成像

  • 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。平台可以由另一个轴或外部源驱动,以遵循基于输入的定义的运动曲线。



  • DOF-5 可配置用于垂直(Z 级)和水平(x 级)应用。请联系我们了解更多信息。

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