Microscopia Industriale: Dove la Velocità è Indispensabile

L'idea degli scienziati: Durante la registrazione dell'immagine, lo stage muove l'oggetto continuamente ad una velocità costante in contrasto con il metodo convenzionale "stop-and-go". Inoltre, hanno combinato il processo di scansione, ottimizzato in termini di tempo, con la gestione dei dati in tempo reale e le fasi di elaborazione delle immagini. Anche i processi ad alta intensità di CPU, come i processi di stitching, vengono eseguiti quasi senza alcun ritardo.

La topologia della superficie supera considerevolmente la profondità di fuoco di un obiettivo per microscopi, indipendentemente dal fatto che ciò sia dovuto alle irregolarità delle piastre di micropozzetti di plastica stampate a iniezione utilizzate nelle biotecnologie o alle varie altezze diverse dei componenti sulla scheda, o all'inclinazione dell'intero wafer durante la fabbricazione dell'elettronica. È possibile focalizzare nitidamente la superficie solo quando la messa a fuoco è regolata in un intervallo di circa 300 µm. Una funzione di autofocus in tempo reale è quindi necessaria per la registrazione di immagini tridimensionali; la messa a fuoco deve essere regolata dinamicamente nella direzione dell'asse ottico con alta precisione.

Questo compito è svolto da uno scanner per obiettivi PIFOC® basato su piezo. Con una corsa fino a 500 µm, è adatto alle applicazioni di autofocus e, se si tiene conto della precisione e soprattutto della dinamica, è di gran lunga migliore dei motori passo-passo. Questi azionamenti PIFOC®, in Z, di PI (Physik Instrumente) sono progettati per essere molto piccoli e rigidi.

Il vantaggio: I tempi di risposta sono brevi e, grazie alla guida stabile, il posizionamento di precisione è possibile anche su intervalli di spostamento relativamente grandi. L'assenza di gioco e la guida a flessione di alta precisione assicurano un'elevata stabilità di messa a fuoco.

I sistemi piezo sono sinonimo di precisione, ma in queste applicazioni mostrano un altro punto di forza. La ripetibilità e il settling time inferiore a 10 millisecondi sono importanti. Questo dispositivo basato su tecnologia piezo evita quindi che l'oggetto vada fuori fuoco ad alte velocità di scansione.

In combinazione con la metrologia diretta, i sensori capacitivi e i controllori digitali, il PIFOC® garantisce la massima linearità con una deviazione massima dello 0,06 %. I sensori capacitivi misurano la parte meccanica in movimento direttamente e senza contatto fisico. Né l'attrito né l'isteresi interferiscono con la misurazione. La posizione dell'obiettivo può essere associata con precisione all'immagine individuale.