High-speed XYZ Photonics Alignment Systems

Single-Sided and Double-Sided, Fully Automated

集成光纤与光子器件扫描/对准程序
跨多设备、I/O及自由度的快速同步光学性能优化
提供广泛深入的软件支持，兼容Windows和Linux系统C#、Python、LabVIEW及MATLAB等主流编程语言
典型自动对准时间<0.5s
PI全球团队提供快速应用与产品支持

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F-712.MA1单面对准系统，含堆叠式XYZ线性定位器与NanoCube纳米定位器

解决问题

PI快速多通道光子对准(FMPA)解决方案整合了针对应用优化的量产级高动态对准平台与精密控制器，集成了全球先进的首道光搜索、轮廓分析及功率优化对准算法。

对准时间减少99%

该获奖技术解决了光子测试与组装的首要成本痛点: 各元件与通道所需的精密对准。传统对准技术可追溯至上世纪80年代，对准时间长达数分钟。 PI快速光学对准方案通常可将对准时间减少99%，常规任务可在1秒内完成。研究表明，在FMPA出现之前，光子器件约80%的成本消耗在对准上。FMPA将对准时间减少99%，可以节约这部分的成本，显著提升了生产经济效益。随着新型应用与设备的涌现，光子元件需求预计将在短期内增长三个数量级，而FMPA正是实现这一目标的核心赋能技术。

紧凑型XYZ对准解决方案

该紧凑方案集成了大行程、高精度XYZ平台（基于M-122型号）与超高速、高分辨率XYZ压电纳米定位器（基于P-616型号）。单台控制器即可管理单面和双面配置的所有轴：分别为F-712.MA1和F-712.MA2。四路高分辨率模拟输入接口可连接光功率计（如PI F-712.PM1高带宽光功率计），实现优化与轮廓分析功能，支持高效快速的自动化光纤对准。系统支持软限位功能，确保过程安全。基于这些精密平台，可快速配置支持亚微米级晶圆接近自动化等功能的超高速自动对准解决方案。

应用领域

光子集成电路生产、光子对准、光学元件与透镜对准、硅光子晶圆检测，以及光子与光纤器件的测试、组装与封装

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数据表

版本/日期

2024-08-22

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版本/日期

2024-08-22

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版本/日期

2025-06-24

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运动和定位	F-712.MA1	F-712.MA2	公差
主动轴的数量	6	12
主动轴，粗定位	X ǀ Y ǀ Z	X ǀ Y ǀ Z
X向上的行程，粗定位	25 mm	25 mm
Y向上的行程，粗定位	25 mm	25 mm
Z向上的行程，粗定位	25 mm	25 mm
X向上的最小位移，粗定位	3 µm	3 µm
Y向上的最小位移，粗定位	3 µm	3 µm
Z向上的最小位移，粗定位	3 µm	3 µm
X向上的最大速度，粗定位，空载	20 mm/s	20 mm/s
Y向上的最大速度，粗定位，空载	20 mm/s	20 mm/s
Z向上的最大速度，粗定位，空载	20 mm/s	20 mm/s
驱动器类型，粗定位	直流电机	直流电机
导轨	交叉滚柱导轨	交叉滚柱导轨
传感器类型，粗定位	旋转编码器	旋转编码器
主动轴，精定位	X ǀ Y ǀ Z	X ǀ Y ǀ Z
X向上的行程，精定位	100 µm	100 µm
Y向上的行程，精定位	100 µm	100 µm
Z向上的行程，精定位	100 µm	100 µm
X向上的开环最小位移，精定位	0.3 nm	0.3 nm
Y向上的开环最小位移，精定位	0.3 nm	0.3 nm
Z向上的开环最小位移，精定位	0.3 nm	0.3 nm
X向上的闭环最小位移，精定位	2.5 nm	2.5 nm
Y向上的闭环最小位移，精定位	2.5 nm	2.5 nm
Z向上的闭环最小位移，精定位	2.5 nm	2.5 nm
标称量程内的线性误差	2 %	—	max.
X向上的双向重复精度，10%行程	2 nm	2 nm	typ.
Y向上的双向重复精度，10%行程	2 nm	2 nm	typ.
Z向上的双向重复精度，10%行程	2 nm	2 nm	typ.
驱动器类型，精定位	PICMA	PICMA
传感器类型，精定位	增量直线光栅尺	增量直线光栅尺
调整	F-712.MA1	F-712.MA2	公差
螺旋区域扫描10µm直径的扫描时间	< 0.2 s	< 0.5 s	typ.
螺旋区域扫描100µm直径的扫描时间	< 0.3 s	< 1 s	typ.
螺旋区域扫描500µm直径的扫描时间	< 3 s	< 6 s	typ.
通过梯度搜索进行信号优化，±5µm的随机化（重复精度< 0.01dB）	0.3 s	0.3 s
光学功率计的要求	F-712.MA1	F-712.MA2	公差
输出信号	模拟量输出，由线性向对数式的完美转换	模拟量输出，由线性向对数式的完美转换
最大输出电压范围	–5至5 V	–5至5 V	max.
最小带宽	1 kHz	1 kHz	min.
最大噪声级	-60 dBm	-60 dBm	max.

线性误差说明：未采用多项式线性化处理

扫描时间：扫描整个区域并移至最大强度的典型时间跨度

梯度搜索信号优化：首次寻光后即可达到全局最大值

工作温度范围说明：该数值适用于机械部件；控制器工作温度范围：5至40℃

可咨询定制版本。

PI技术数据是在22±3°C环境温度下定义的。除非有特别说明，所有数值均基于无负载的情况。某些性能参数是相互关联的。“typ.”标识是指属性的统计平均值，并非承诺每个交付产品均达到该数值。在产品交付前的最后检验中，我们只检测选定的属性，而不是全部属性。请注意，产品的某些特性可能会随着使用时间的增长而逐渐下降。

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产品注解

版本/日期

2021-04-19

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2021-04-19

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