Nanopositionierungssysteme und kapazitive Sensoren mit extremer Zuverlässigkeit für Beamline-Anwendungen

Queensgate bietet Nanopositionierungslösungen mit hoher Präzision, Genauigkeit, Auflösung und Geschwindigkeit, die jahrzehntelang in Beamline-Anwendungen eingesetzt werden.

Seit seiner Gründung im Jahr 1978 leistet Queensgate – eine Marke von Prior Scientific Instruments – Pionierarbeit bei hochpräzisen Hochgeschwindigkeits-Nanopositionierungslösungen. Unsere Systeme werden in vielen Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Leistung und Zuverlässigkeit erfordern, wie z. B. in Robotersystemen auf der Internationalen Raumstation, Festplattentests und Synchrotronlösungen.

Synchrotronlicht

Synchrotrons nutzen die Kraft der Elektronen und erzeugen intensive Strahlen aus Röntgen-, Ultraviolett- und Infrarotlicht. Diese Strahlen werden in Supermikroskopen zur Untersuchung von Fossilien, Düsentriebwerken, Viren und Impfstoffen eingesetzt.

Eine Synchrotronlichtquelle beginnt in der Regel mit einer Elektronenkanone, die Elektronen in einen Linearbeschleuniger (Linac) schießt. In einem kreisförmigen Booster-Ring werden sie auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und gelangen in einen Speicherring, wo sie stundenlang zirkulieren. Biegemagnete sorgen dafür, dass die Elektronen auf ihrer Kreisbahn bleiben, und Einfügevorrichtungen sorgen dafür, dass sie gebündelt und fokussiert werden.

Beamlines

Jeder Bereich des Synchrotronlichts ist für eine bestimmte Anwendung geeignet. Synchrotronlicht wird erzeugt, wenn die Elektronen ihre Richtung ändern; die Strahlung verlässt den Speicherring, um in Labors oder Strahlführungen einzudringen.

Synchrotron-Ingenieure und Hersteller von Strahlrohren benötigen Komponenten, die im Ultrahochvakuum (UHV) betrieben werden können, sowie Teile, die strahlungsfest und unmagnetisch sind und bei kryogenen Temperaturen funktionieren. Nach der Installation ist die Zuverlässigkeit des Systems von entscheidender Bedeutung, da die Beamline das ganze Jahr über nur für kurze Zeiträume zugänglich ist.

Queensgate-Lösungen

Queensgate verfügt über jahrzehntelange Erfahrung in der Bereitstellung von Nanopositionierungslösungen für die Beamline-Wissenschaft. Piezobetriebene Nanopositioniersysteme und kapazitive Sensoren sind für den Einsatz im Vakuum von 10-2 bis 10-9 Torr erhältlich, einschließlich strahlungsharter, nicht-magnetischer und kryogener Optionen. Viele Installationen erfordern kundenspezifische Nanopositionierungslösungen, da viele Synchrotronstrahlungsexperimente einen kundenspezifischen Aufbau erfordern. Ob Standard oder kundenspezifisch, unsere Systeme bieten jahrzehntelange Leistung bei minimalen Ausfallzeiten.

Dieses Bestreben, sicherzustellen, dass ihre Produkte den Herausforderungen gerecht werden, hat zu einem hohen Lob von Principal Beamline Scientists geführt: „Es ist stabil, vibriert oder wackelt nicht und arbeitet gerne in einer Umgebung mit hoher Strahlung.“

„Es ist stabil, vibriert und wackelt nicht und arbeitet gerne in einer Umgebung mit hoher Strahlung.“

Der NX NanoSensor®

Der Queensgate NX NanoSensor® liefert messtechnische Informationen und misst die relativen Teilungsschwingungen innerhalb eines Monochromators. Der NX NanoSensor® ist ein berührungsloses Positionsmesssystem, das auf dem Prinzip der Kapazitätsmikrometrie basiert. Zwei Sensorplatten, ein Target und eine Sonde bilden einen Parallelplattenkondensator. Der Abstand dieser beiden Platten kann mit einer Genauigkeit von mehr als 7 Pikometern gemessen werden, mit einem Bereich von bis zu 1,25 mm, einem Frequenzgang von bis zu 10 kHz und einer Linearität von bis zu 0,02 %.

Piezotische Stages und Aktuatoren

Biegegeführte Nanopositioniertische mit geschlossenem Regelkreis werden zur Positionierung von Optiken, zum Biegen von Kristallen und zur aktiven Dämpfung eingesetzt. Diese Tische haben eine Präzision im Sub-Nanometerbereich, eine Auflösung im Pikometerbereich und schnelle Einschwingzeiten. Die neue Plug-and-Play-Elektronik ermöglicht den Austausch von Controllern, ohne die Systemleistung zu beeinträchtigen.

Queensgate bietet die einzigen Aktuatoren mit geschlossenem Regelkreis, die kapazitive Sensoren verwenden. Die DPT-E-Serie kann Lasten bis zu 60 kg in einem Bereich von 20 µm bis 110 µm bewegen. Geringes elektronisches Rauschen, hohe Linearität und schnelle Einschwingzeiten gewährleisten hohe Präzision, Geschwindigkeit und Genauigkeit.

Die hohe Präzision, Genauigkeit, Auflösung und Geschwindigkeit der Nanopositioniersysteme von Queensgate tragen zur hohen Qualität der erzeugten Daten bei. Diese Experimente können sich positiv auf die Gesellschaft auswirken, da sie zur Entwicklung neuer Medikamente, zur Schaffung neuer Generationen von Halbleitern und zur Verbesserung des Energiemanagements beitragen.

Erfahren Sie mehr über unsere Lösungen für Beamline-Instrumente und laden Sie unsere Broschüre herunter.