Industrial Microscopy: Speed is Mandatory

在德国亚琛，Fraunhofer技术研究所(IPT)的科学家们首次在工业环境中成功完成100%显微检测，在这一过程中，PI的压电陶瓷PIFOC®驱动系统起到了决定性作用。

目前，IPT的全新高通量工艺可在几秒钟内实现大表面物体的显微。对于板材和微孔板等物体，传统的高放大率图像记录往往非常耗时，因而无法实现100%检测，而只能进行随机检测。全新高通量工艺对于生物技术和电子领域的公司尤为有益。科学家们认为：平台在图像记录过程中应以恒定速度持续地移动物体，这与传统的“停停走走”的方式截然不同。此外，平台还将经过时间优化的扫描过程与实时数据操作和图像处理步骤完美结合。即使是拼接工艺等CPU密集型任务也能几乎毫无延迟地完成。

模块化显微镜 — 高通量显微系统：可在几秒钟内完成大表面物体的显微（图片来源：Fraunhofer IPT）

主要显微图像记录 — 针对大型组件或微孔板进行高放大率的显微时，由于需要创建和评估数千个独立图像，因此图像记录往往非常耗时。此外，试片平台必须针对每个图像精确定位（图片来源：Fraunhofer IPT）

即使在测量期间，独立的图像也可以无缝地合并到整体图像中。当然，科学家和物理学家们承认，尽管这主要归功于系统的处理能力和尖端的软件，但硬件也同样功不可没。在连续的扫描中，必须相应地进行焦距调整。

处理晶片的PIFOC® Z驱动系统 — PIFOC® Z驱动器可以做到结构紧凑、坚固稳定。不仅响应时间短，而且由于具有稳定的引导，即使在100甚至400 µm的大行程范围内，也能实现精准定位（图片来源：Fraunhofer IPT）

当生物技术中采用的注塑微孔板粗糙不平、板上组件高低不同，亦或是电子产品制造过程中整个晶片出现倾斜时，都会导致表面拓扑大大超出显微物镜的聚焦深度。只有聚焦范围在约300 µm以内时，才能在表面上清晰聚焦。因此，要进行三维图像记录，必须具有实时自动聚焦功能；需要在光轴方向上以高精度动态地调节聚焦。这项任务由PIFOC®压电陶瓷物镜扫描器完成。扫描器行程范围最高可达500 µm，是自动聚焦应用的理想之选，就准确性、尤其是动态性而言，远远优于步进电机。PI (Physik Instrumente)的PIFOC® Z驱动器结构紧凑、坚固稳定。优点：响应时间短，并且由于具有稳定的导向，即使在相当大的行程范围内，也能实现精准定位。零间隙、高精度的柔性铰链导向可确保出色的聚焦稳定性。压电陶瓷系统具有出众的准确性，但在这些应用中，这一系统还展现出另一项优势。它具有良好的可重复性和小于10毫秒的稳定时间，这些都是非常重要的优势。压电陶瓷驱动系统能够防止物体在高速扫描时失焦。 PIFOC®可与直接计量法、电容式传感器和数字式控制器完美结合，在最大偏移量为0.06 %时实现最高线性度。电容式传感器可以无接触地直接测量运动中的机械部件，不会因摩擦或滞后而影响测量。物镜位置可与单个图像准确匹配。