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芯明天小體積低溫壓電納米定位臺(tái)及其量子應(yīng)用

來(lái)源：哈爾濱芯明天科技有限公司 2023年03月01日 14:56

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(guò)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(lèi)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(lèi)，前者為無(wú)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(kāi)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(zhuān)為極低溫、強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)

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(kāi)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(chēng)行程范圍@4K	25μm（0~150V）
開(kāi)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(chǎng)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(chēng)行程范圍@4K	30μm(0~150V)
開(kāi)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(chǎng)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(chēng)行程范圍@4K	80μm(0~150V)
開(kāi)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(chǎng)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

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：

01 在基于金剛石NV色心量子傳感器對(duì)微觀尺度的磁場(chǎng)或電場(chǎng)物理量的測(cè)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(lái)完成。

02 而在量子信息及精密探測(cè)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(lái)完成。

03 探測(cè)樣品在低溫、強(qiáng)磁場(chǎng)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。

04 微納光學(xué)腔的耦合調(diào)節(jié)。

05 超導(dǎo)磁體內(nèi)真空低溫環(huán)境下的精確定位。

06 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。

07 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。

08 光學(xué)諧振腔或光學(xué)干涉儀的相位鎖定等。

芯明天極l端環(huán)境使用的壓電納米定位臺(tái)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，用戶覆蓋全球的大學(xué)及研究機(jī)構(gòu)，若您對(duì)低溫等極l端環(huán)境下使用壓電納米定位臺(tái)有任何問(wèn)題，歡迎您來(lái)電！

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