二维纳米定位器

高速高精度扫描

针对高速扫描探针显微镜设计的压电驱动二维定位平台，通过优化柔性矩阵与拉格朗日方法实现高谐振频率与大行程，并采用基于模型的前馈解耦和周期性迭代学习控制，在10秒/帧速度下仍保持1%以上定位精度。

Liu, Xin · Wang, Yongjun · Yingjun, Lei · 程真英 · Ma, Shaohua · Lu, Tien Fu · 张连生 · 李瑞君

Measurement: Journal of the International Measurement Confederation 2025

参数信息

谐振频率

1 kHz

行程

20 μm

定位精度

1 %

技术优势

带宽够宽

并联平台的谐振频率超过1 kHz，使系统能响应更快的扫描轨迹，提升成像速度。

行程够大

在保持高带宽的同时，行程超过20 μm，可覆盖更大的扫描区域而不牺牲精度。

精度不塌

采用基于模型的前馈解耦和周期迭代学习控制，在10 s/帧的快速扫描下定位精度仍高于1%。

应用场景

• 扫描探针显微镜：可直接作为扫描探针显微镜的样品台或探针扫描器，用于高速成像。
• 精密定位系统：为需要微米级定位和快速响应的仪器提供现成的定位模块。
• 高速纳米扫描：在保持纳米级精度的同时提高扫描帧率，缩短大面积成像时间。
• 微纳制造设备：可作为光刻、直写等设备中的工件台，提供高速高精度对准。