芯明天压电物镜定位器如何为超分辨率显微成像解锁纳米世界？
在人类探索微观世界的征程中，显微镜技术作为核心需求，正在不断突破极限。从生命科学、材料研究、量子技术到半导体制造，显微镜正经历从“看得见”到“看得精”的革命性跨越。超分辨率显微成像系统凭借突破光学衍射极限的能力，可以在各个维度上揭开细胞的奥秘。而对活细胞进行高清晰度的观察，尤其需要精准到纳米级的动态调控，压电物镜定位器正是支撑这一需求的核心引擎。
（注：图片来源于网络）
显微技术作为科学发现、医学研究以及工业创新的核心工具，其重要性体现在如下几个方面：突破人类的感知极限，揭示肉眼不可见的微观世界，推动基础科学进步；在细微之处解决问题，从疾病诊断所需的细胞透视到材料表面特征的失效分析，提供细致且详尽的证据说明；驱动技术的不断创新，基因编辑、纳米科技、半导体芯片等前沿领域都依赖显微技术支撑。
（注：图片来源于网络）
超分辨率显微成像技术
超分辨率显微成像技术（Super-Resolution Microscopy，SRM）是近年来在光学显微镜领域的一项重要突破，它突破了传统光学显微镜的衍射极限，能够实现更高的分辨率，观察到更小的结构，例如：在生物医学领域，超分辨率显微成像技术一般用来观察远超传统光学显微镜分辨率的生物样本。通过使用特殊的荧光标记、脉冲激发或图像定位算法，其分辨率可达纳米级别，进而揭示细胞内部的结构和动态过程细节。
（注：图片来源于网络）
在使用传统显微镜进行活细胞成像时，常常会受到非焦平面模糊信号及背景信号的干扰，图像对比度与分辨率都会有所下降。而超分辨率显微镜采用结构光照明，可对较大体积的样品进行光学切片成像，并在各个维度上都具有清晰的对比度与高分辨率。在进行照明的同时，需要快速捕捉不同焦平面的荧光信号再将其合并为一个清晰的图像，此时就要依靠压电物镜定位器的快速反应和精准定位能力。
（注：图片来源于网络）
超分辨率成像的核心需求是纳米级精度和超快响应速度，既要能稳定控制物镜在纳米级别精准移动，又要能实时跟踪荧光分子的动态变化。在超分辨率显微镜的精密光学系统中，压电物镜定位器可以说是不可替代的关键部件。这种基于压电陶瓷技术的精密定位装置，需要最大限度地减少振动，提供超分辨率成像所需的Z向聚焦精度和稳定性，帮助超分辨率显微镜实现纳米级精度。
（可安装位置示意图，显微镜模型图源自于网络）
芯明天压电物镜定位器采用闭环反馈系统，定位精度高，且响应速度比传统机械结构快数十倍以上，可在毫秒级时间内完成对焦，及时捕捉分子运动的瞬时状态。
核心技术优势
纳米级精度：闭环定位精度超高，满足超分辨率成像需求。
毫秒级响应：毫秒级响应时间，适配活细胞动态观测与操控。
高承载能力：空载谐振频率高，且在高负载时可做高速精密运动。
聚焦稳定性：柔性铰链并联导向机构设计，无摩擦，物镜补偿量较小，具有超高聚焦稳定性。
P72系列小体积压电物镜定位器
P72系列小体积压电物镜定位器是专门为物镜聚焦显微而设计的Z轴运动压电物镜定位器，物镜定位器装入显微检测/测量或观测装置，可带载物镜头进行精密定位调整，提高聚焦精度，可与多种高分辨率显微镜配合使用。
特点
·行程可达100μm
·承载能力0.4kg
·毫秒级响应时间
·闭环重复定位精度高
·开环/闭环可选
型号举例
|
型号 |
P72.Z100S |
|---|---|
|
运动自由度 |
Z |
|
驱动控制 |
1路驱动，1路传感 |
|
标称行程范围（0~120V） |
80µm |
|
Max.行程范围（0~150V） |
100µm |
|
传感器类型 |
SGS |
|
分辨率 |
3nm |
|
闭环线性度 |
0.1%F.S. |
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闭环重复定位精度 |
0.05%F.S. |
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运动方向推/拉力 |
110N/15N |
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运动方向刚度 |
1.4N/µm |
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空载谐振频率 |
350Hz |
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带载谐振频率 |
150Hz@200g |
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空载阶跃时间 |
10ms |
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闭环工作频率（-3dB） |
70Hz@100g |
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承载能力 |
0.2Kg |
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静电容量 |
3.6μF |
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材质 |
钢 |
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重量 |
150g |
P76系列大负载压电物镜定位器
P76系列大负载压电物镜定位器为大负载Z轴运动压电物镜定位器，负载能力可达900g，Z轴直线运动范围40至200μm可选，采用柔性铰链设计机构，无摩擦，直线性好，闭环型号定位精度高。分离式螺纹适配器设计，可适配多种型号的显微镜。
特点
·行程可达200μm
·承载能力900g
·毫秒级响应时间
·闭环重复定位精度高
·聚焦稳定性好
型号举例
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型号 |
P76.Z100S |
|---|---|
|
运动自由度 |
Z |
|
驱动控制 |
1路驱动，1路传感 |
|
标称行程范围（0~120V） |
80μm |
|
Max.行程范围（0~150V） |
100μm |
|
传感器类型 |
SGS |
|
分辨率 |
1nm |
|
闭环线性度 |
0.03%F.S. |
|
闭环重复定位精度 |
0.02%F.S. |
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推/拉力 |
70N/10N |
|
运动方向刚度 |
0.8N/μm |
|
空载谐振频率 |
800Hz |
|
闭环工作频率（-3dB） |
160Hz（空载） |
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闭环空载阶跃时间 |
5ms |
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承载能力 |
0.5kg |
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静电容量 |
7.2μF |
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材质 |
钢、铝 |
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重量 |
500g |
P79系列大负载压电纳米定位台
P79系列大负载压电纳米定位台为一维至三维微动平台，主要用于配套宏动XY轴显微扫描台使用。当宏动XY轴平台定位样品之后，P79平台可以对其进行XYZ轴快速精密的聚焦调节，阶跃时间达毫秒量级。
特点
·位移50μm至200μm可选
·大尺寸通孔
·可选Z或XYZ版本
·承载能力可达2kg
·闭环重复定位精度高
·真空版本可选
型号举例
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型号 |
P79.Z200S86-D |
|---|---|
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运动自由度 |
Z |
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运动和定位 |
1路驱动，1路传感 |
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标称行程范围（0~120V） |
160µm |
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Max.行程范围（0~150V） |
200µm |
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传感器类型 |
SGS |
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通孔尺寸 |
86.5mm×128.5mm |
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闭环分辨率 |
6nm |
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闭环线性度 |
0.15%F.S. |
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闭环重复定位精度 |
0.1%F.S. |
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俯仰/偏航/滚动 |
<20µrad |
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运动方向刚度 |
0.2N/µm |
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空载谐振频率 |
100Hz |
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承载能力 |
1.5Kg |
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静电容量 |
21.6μF |
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工作温度范围 |
-20°C~80°C |
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材质 |
钢、铝 |
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重量 |
770g |
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