基于雙重驅(qū)動(dòng)技術(shù)的三維納米定位系統(tǒng)的研制.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航天技術(shù)、微電子工程、計(jì)量科學(xué)與技術(shù)、光學(xué)與光電子工程、精密工程、生物工程、納米科學(xué)與技術(shù)等領(lǐng)域迫切需要納米定位技術(shù)。納米定位技術(shù)己成為前沿科學(xué)、工程技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。納米定位技術(shù)是一個(gè)跨學(xué)科的技術(shù)，它涉及到光學(xué)、機(jī)械、電子、物理學(xué)、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等許多領(lǐng)域的知識(shí)。
　　 目前，在材料科學(xué)研究領(lǐng)域、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體材料與器件、地質(zhì)勘探、刑事偵察、冶金等領(lǐng)域均廣泛應(yīng)用了SEM(掃描電子顯微鏡)，TEM

2、(透射電子顯微鏡)及FIB(聚焦離子束電子顯微鏡)等設(shè)備。這些設(shè)備就好比通向微觀世界的眼睛，人們可以通過他們直接觀測(cè)到樣品的微觀信息。但隨著各領(lǐng)域研究的不斷深入，僅僅“看”到這些微觀信息已經(jīng)不能滿足研究人員的需求了。在更多情況下，人們希望電鏡中有一雙“手”，來實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物體的操縱(如移動(dòng)、定位、加工)和測(cè)量(如三維形貌測(cè)量、電學(xué)測(cè)量、力學(xué)測(cè)量等)。這種微納米量級(jí)的操縱和測(cè)量不但要求操縱工具具有非常高的運(yùn)動(dòng)分辨率，而且要有精密的作用力控制

3、功能，以防止在操縱樣品的過程中損壞樣品。可見，納米科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展依賴納米定位技術(shù)的發(fā)展。
　　 針對(duì)上述情況，本文研制了一款采用雙重驅(qū)動(dòng)技術(shù)的三維納米定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)以微處理器C8051F340為控制核心，以四分壓電陶瓷為微位移驅(qū)動(dòng)，以超聲波馬達(dá)為宏位移驅(qū)動(dòng)，結(jié)合由高壓精密運(yùn)算放大器PA86與高速D/A轉(zhuǎn)換器AD5362構(gòu)成的微驅(qū)動(dòng)和由D/A轉(zhuǎn)換器AD667與AB1A驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的宏驅(qū)動(dòng)，達(dá)到了納米級(jí)的定位。系統(tǒng)性能穩(wěn)定、工作可