解密：AFM应用中的主被动隔振方案

文丨李程浩

编辑丨小卓

发布丨卓立汉光

背景

随着国内外仪器发展对于精密化要求越来越高，特别是光学行业的蓬勃发展，无论是工业生产还是科学实验对于隔振的要求越来越高，基于此卓立汉光特别联合韩国Park公司向大家重点推出主动隔振平台系列，对于Park大家应该比较熟悉，在AFM领域中属于领头羊的存在，那么关于Park的AFM的隔振方案中到底是如何实现的呢？接下来将为大家一一解密和剖析。

正文

简单介绍一下AFM的应用：

原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）以下用AFM代替，是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。因为，并且自从1986美国斯坦福大学的GerdBinnig博士发明第一台AFM开始，经过25年的科技发展及商业推广，AFM逐渐成为了纳米级领域对材料和细胞进行成像和测量的重要工具之一。AFM的实际的样本呈现是利用原子之间的范德华力（Van Der Waals Force）作用来呈现样品的表面特性，所以对于实验环境和测试环境的隔振要求很高，往往需要达到vc-f级别。

基于上述AFM对于实验环境越来越高的要求，并且经过市场端多年对于隔振水平的测试和试验，从被动式的隔振方案到负刚度的隔振器，最后到主动的隔振方案各种尝试，最后发现在绝大数环境下，使用被动+主动的方案是对于AFM的实验效果很好的解决方案，那么在这一块Park公司采用了被动式气浮平台(TPR)+桌面式主动隔振平台（i4)的方案进行优化和整合，具体展示如下图1

▲图1

其中被动式气浮隔振平台TPR系列是卓立汉光独立自主研发的三线摆气浮平台，其被动的固有频率以及隔振效率如下:

▲三线摆式气浮隔振平台

● 固有频率

垂直方向<1.5~2.5Hz;

水平方向<1~1.5Hz

● 隔振效率

垂直方向:5Hz时:75~92%;10Hz时:90%~95%

水平方向:5Hz时:88~94%;10Hz时:92%~98%

水平及垂直的传递效率曲线如下图2

▲图2

主动隔振方案是采用i4，如下图3

▲图3

i4的主要隔振带宽在0.6-200hz，i4是先进的主动台式隔振系统，同时i4还扩展了应用能力。主要特点是自动运输锁定模式和全自动负荷调节，使操作更简单。仅需几秒钟即可启动Accurioni4不需要调整或调谐。控制面板是不言自明的，整个系统仅由三个按钮控制。这使用户能够专注于应用程序。除了AFM相关领域的应用，同时i4也对以下应用有很好的隔振效果（见图4）

▲图4

同时针对我们不同的应用及精密仪器负载，i4具有3款系列可供大家选择，详细参数可参考图5

▲图5

相信大家经过上述的方案对于AFM应用的隔振方案有大概了解，通过使用zolix的被动式三线摆气浮平台TPR系列来隔绝环境大部分的高频振动和Park的桌面式主动隔振台i4系列来隔绝环境中微小低频振动，经过TPR+i4的主被动隔振方案提高了AFM等相关超高精度仪器的隔振环境，为实验或生产带来更好的观测结果。

欢迎大家随时咨询相关方案，近期卓立汉光将会就隔振方案特别是主动隔振为大家提供更多的隔振方案，为精密仪器仪表的蓬勃发展提供绵柔之力。

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作者简介

李程浩

卓立汉光科研光机事业部负责人，主要负责光学平台产品线。5年从业经历，推动了多款产品的优化升级，同研发部门一起优化改进了三线摆气浮隔振平台、单双频阻尼隔振平台、实验室用仪器支架等光学平台产线。