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微纳定位技术在显微成像领域的应用

微纳定位技术在显微成像领域的应用 巅慧科技
2023-04-26
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导读:随着对微观世界探索的不断发展,光学显微技术变得越来越重要,在生命科学、材料科学、应用物理等领域发挥着越来越重

随着对微观世界探索的不断发展,光学显微技术变得越来越重要,在生命科学、材料科学、应用物理等领域发挥着越来越重要的作用。

光学显微技术有许多种类,例如普通光学显微镜、荧光显微镜、相差显微系统、冷冻电子显微系统、激光共聚焦扫描显微成像系统、偏光显微成像系统等。在光学显微技术中,样本的精确、快速移动及定位、显微镜头快速对焦,对于样本的研究是非常重要的。

在各类光学显微系统的发展初期,往往采取手动调整样品位置和焦距的设计,但随着显微成像技术日益复杂,放大倍数不断提高,如果没有纳米级定位技术的支撑,操作时,经常会遇到显微精度达不到要求、扫描速度慢等状况。因此,在许多显微成像系统中,纳米级运动控制系统成为了标配。

巅慧科技在微纳位移运动与驱动控制系统领域有着20年的定制研发经验;至今为止,巅慧科技已为多家科研/高校研究机构的各类光学显微成像系统配备了多种类、多用途的微纳位移样品台、物镜调焦机构等微纳运动控制系统。

除此之外,巅慧科技还掌握了压电陶瓷材料技术及基于电容位移传感器的超精密传感技术;这为根据使用场景设计更适合的微纳位移/角度定位机构提供了强大的技术支撑。


巅慧科技微纳定位平台及调焦机构在显微成像中的应用


荧光显微镜






荧光显微镜是目前生物、医疗等领域的基础仪器;荧光指的是一种光致发光现象:某些分子能吸收特定波长的光线(激发光),然后再发射出其他波长的光线(发射光)的物理现象。荧光显微镜广泛用于生物、医疗、矿物、半导体、材料科学等领域。





巅慧科技可集成总行程30μm-200μm的纳米样品台,由此带动样品进行精度可达10nm的精确位移;也可集成控制精度达20nm的压电/音圈调焦机构。


在荧光显微系统中,这些产品可以帮助系统实现高速、超高精度的位置及焦距调整。


相差显微镜








相差显微镜就是利用光的干涉原理,将位相差转换成振幅差(即明暗差)的显微镜装置。相差显微镜和普通显微镜的区别是:用环状光阑代替可变光阑,用带相板的物镜代替普通物镜,并带有一个合轴用的望远镜。







巅慧科技的微纳样品台和物镜定位器可将这套精密光学仪器的控制精度提高到纳米级。


冷冻电子显微系统










冷冻电镜,是用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术(Cryo-SEM),可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品,如生物、高分子材料等。









巅慧科技的纳米样品台和物镜调焦机构适用于冷冻电子显微系统;在真空低温的环境中,依然可以实现超高精度的控制。



全自动显微镜












全自动显微镜是一种采用了先进的集散控制技术和模块化嵌入式结构,从而实现载物台XYZ三轴控制及光源明亮度的自动调节,并通过软件实现全景自动扫描、自动拼图、自动回位、同步浏览、远程遥控等全自动化功能,以达到提高工作效率目的的光电算一体化的高科技产品。










巅慧科技的三轴纳米样品台具有可达500g-1000g的承载能力,并集成电容位移传感器,实现负反馈控制,进而实现全自动控制并保证其控制精度,采用FPGA嵌入式算法,并很容易实现与上位机的实时通信;


同样,物镜定位器也采用负反馈控制,并可以通过特殊的清晰度算法瞬间计算出离焦值,从而实现全自动调焦的功能。




激光共聚焦扫描显微镜












激光扫描共聚焦显微镜(Laser scanning confocal microscope)是20世纪80年代中期发展起来并得到广泛应用的新技术,它是激光、电子摄像和计算机图像处理等现代高科技手段渗透,并与传统的光学显微镜结合产生的先进的细胞分子生物学分析仪器,在生物及医学等领域的应用越来越广泛,已经成为生物医学实验研究的必备工具。










在激光共聚焦扫描成像应用领域,巅慧科技自研的采用共振原理的超高速谐振镜,可以使激光以4kHz-12kHz的频率实现超高速扫描成像。


巅慧科技部分Z向、二维及三维位移/角度定位产品






音圈调焦机构














型号 YTJ-29.10

行程:±3.5mm;

分辨率:1μm;

重复定位精度:1μm;

工作频率:≥30Hz;                                                                                        





双轴微纳位移平台













型号 WYT-50.50

行程:X50μm/Y50μm

分辨率:0.1nm(开环),1nm(闭环

重复定位精度:0.15%;

频率(空载):X900Hz/Y900Hz                                                                      






铠装执行器














工作模式:开环/闭环

行程:70-200μm可定制;

分辨率:0.1nm(开环),1nm(闭环);

频率(空载):900Hz;                                                                                  







超高速谐振镜














轴数:单轴

工作模式:开环

机械行程:±7.5°

谐振频率:4kHz                                                                                             









【声明】内容源于网络
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巅慧科技
重庆巅慧科技有限公司创立于2014年,秉承“更快、更准、更小”的技术目标和“创 新、合作、共赢”的企业理念,致力于基于智能材料的执行器和传感器的最新研究成 果的技术产业化研发。提供超精密定位技术、一体化完整解决方案及产品。
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巅慧科技 重庆巅慧科技有限公司创立于2014年,秉承“更快、更准、更小”的技术目标和“创 新、合作、共赢”的企业理念,致力于基于智能材料的执行器和传感器的最新研究成 果的技术产业化研发。提供超精密定位技术、一体化完整解决方案及产品。
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