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NanoMax™3軸フレクシャーステージ![]()
MAX313D Differential Micrometers MAX302 No Actuators RB13P1 Additional Top Plate for US Patents 6,186,016 and 6,467,762 MAX381 Stepper Motor Actuators, Closed-Loop Piezo Operation Related Items ![]() Please Wait 特長
当社の3軸フレクシャーステージNanoMaxは、ファイバ入射システムやサブマイクロメートルの分解能が必要な用途に適しています。 平行フレクシャ設計により、精密かつ滑らかな連続動作が実現し、摩擦もごく僅かとなります。 各製品の移動量はXYZ方向に4 mm、最大耐荷重は1 kgです。 ステージの公称デッキ高は62.5 mmで、3軸の小型フレクシャーステージMicroBlockや長距離移動ステージRollerBlockの高さと合います。アダプタープレートをご利用になれば、NanoMaxステージを回転式や長距離移動式など様々な直線移動ステージに取り付け可能です。 精密アクチュエータ ピエゾ素子の選択 ![]() Click to Enlarge ピエゾ素子ならびにフィードバックの接続 開ループピエゾアクチュエータ付きステージには歪ゲージ変位センサが無く、20 nmまでの位置分解能が必要な用途に適しています。閉ループピエゾアクチュエータ付きタイプには歪ゲージ変位センサが付いており、ピエゾ素子の変位に直線的に比例するフィードバック電圧信号を送ります。このフィードバックシグナルにより分解能は5 nmまで向上するので、すべてのピエゾ素子に特有のヒステリシス、クリープ、ならびにサーマルドリフトの補償に使用できます。よってこのタイプはナノメートルの分解能が必要な用途に適しています。 なお、ピエゾ機構はマイクロメーターアクチュエータと接触することにより上面のプラットフォームを動かします。 マイクロメーターアクチュエータを外してステージを動作させる場合、ブランクプラグを適用しないとピエゾアクチュエータは機能しません。 ブランクプラグのご注文は当社までご連絡ください。 アクセサリの容易なアライメント ステージの仕様
差動マイクロメータの仕様
円弧状クロストークの仕様X軸、Y軸で要求される移動量が<88 µmの場合のZ軸に対するクロストークの最大値の測定値。
Z軸で要求される移動量が< 66 µmの場合のX軸、Y軸に対するクロストークの最大値の測定値。下表は、Z軸のあらゆる位置(Y軸はゼロ)でのX軸に対するクロストークの理論値。Y軸位置に対するクロストーク(X軸はゼロ)も同様です。
アクチュエータの取り外し方 モジュール式アクチュエータのオプションNanoMaxシリーズの3軸システムはすべてモジュール設計となっており、アクチュエータを自由に取り外し、交換することができます。 よって各軸で必要な自動動作量、または必要な分解能に応じて、アクチュエータを組み合わせカスタマイズすることが可能です。 アクチュエータの交換方法は簡単で3つのステップで完了します。 まず、アクチュエータの送りネジをステージの移動体から離れるところまで戻します。 それからアクチュエータをステージに取付けている刻みノブを回して外します。 最後に新しいアクチュエータを同じ刻み付きノブを使用してステージに取り付けます。 当社のNanoMax 3軸ステージに対応するアクチュエータを以下にまとめています。 アクチュエータによっては、NanoMax 3軸ステージに使用時移動範囲が限られる場合があります。詳しくは下の表をご覧ください。 各アクチュエータの詳細については、ステッピングモータ付きアクチュエータ、差動マイクロメータならびにつまみネジドライバまたは埋め込み型ピエゾアクチュエータの製品ページをご覧ください。
変位センサ7ピン LEMO オス型MAX311D, MAX381, MAX301 ![]()
ピエゾアクチュエータ入力端子SMC オス型MAX311D, MAX312D, MAX381, MAX301, MAX302 最大入力電圧(公称値): 75 V ステッピングモーターDRV208コネクタDタイプオス型MAX381, MAX383
Insights:光ファイバこちらのページでは下記について説明しています。
このほかにも実験・実習や機器に関するヒントをまとめて掲載しています。こちらからご覧ください。
シングルモードファイバへの結合光量![]() Click to Enlarge 図2:シングルモードファイバへの光の結合効率を低下させる条件とは、入射ビームと、ファイバ導波モードの光学特性の類似性を損なわせるあらゆる状態です。 ![]() Click to Enlarge 図1:最大の結合効率でシングルモードファイバに結合するためには、光は軸上のガウシアンビームで、ウェスト位置がファイバの端面にあり、ウェスト径がMFDと等しくなる必要があります。 入射ビームの角度、位置、強度プロファイルの調整により、シングルモードファイバへの光の結合効率を向上させることができます。ファイバの端面が平坦かつファイバの長軸方向に対して垂直であることを想定し、結合効率は下記の基準を満たすビームにおいて最適化されます(図1参照)。
これらの理想的な結合条件からかけ離れた状態を図2で示しています。 これらのビーム特性は、シングルモードファイバの導波モード(Kowalevicz氏。下記の参考文献参照)の波動光学論に従っています。 光源による結合効率の制限 マルチモードファイバーレーザまたは広帯域光源からシングルモードファイバの導波モードに結合された光は、光がファイバ端面のコア領域に集光されたとしても結合効率は低くなります。 これらの光源からの光の大部分は、ファイバから漏れ出します。 結合効率が低い要因は、これらのマルチモード光源の光の一部のみしかシングルモードファイバの導波モードの特性に合致しないからです。光源の光を空間的にフィルタリングすることで、ファイバのコアに結合される光の量を見積もることはできます。シングルモードファイバが受光できるのは、最大でもフィルタを通ったガウシアンビームの光のみとなります。 マルチモード光源の光のファイバーコアへの結合効率は、シングルモードファイバの代わりにマルチモードファイバを使用すると改善します。 参考文献 最終更新日:2020年1月17日
最大受光角はマルチモードファイバのコア全体に渡り一定か?![]() Click to Enlarge 図3:ステップインデックスマルチモードファイバの屈折率( n )は、コア全体に渡り一定です。グレーデッドインデックスマルチモードファイバの屈折率はコアに渡り変動します。最大の屈折率は通常、コアの中心です。 ![]() Click to Enlarge 図5:グレーデッドインデックスマルチモードファイバの受光角は半径( ρ )によって異なります。なぜならコアの屈折率が径方向の距離によって変動するからです。通常、最大受光角は中心付近、0°に近い最小受光角はクラッドの境界付近で起こります ![]() Click to Enlarge 図4:ステップインデックスマルチモードファイバは、角度が≤|θmax | の入射光を良好な結合効率でコアに受光します。最大受光角はコア半径( ρ )に渡り一定です。ファイバ端が空気に接していることを想定しています。 これはファイバの種類によって異なります。ステップインデックスマルチモードファイバは、ファイバのコアのどの位置においても最大受光角は同じです。反対にグレーデッドインデックスマルチモードファイバは、コアの中心部のみで、入射角が最大範囲である光線を受光します。最大受光角は、中心から離れるにつれ小さくなり、クラッドの境界近くでは0°に近くなります。 ステップインデックスマルチモードファイバ 光が入射されるのがコアの中心だろうと端だろうと、ステップインデックスマルチモードファイバは、ファイバの軸に対して±θmaxの角度内の光円錐を受光します。 グレーデッドインデックスマルチモードファイバ 図5では、コアの屈折率により角度が制限されている光錐を示しています。最大の角度の広がり ステップインデックスか、グレーデッドインデックスか? しかし、グレーデッドインデックスのプロファイルにより、すべての導波モードで同じような伝搬速度が得られるため、ビームがファイバを伝送する際のモード分散が小さくなります。 できるだけ多くの量の光をマルチモードファイバに結合する必要がある用途で、モード分散に敏感ではない場合には、ステップインデックスマルチモードファイバの方がより良い選択となります。逆のケースにおいてはグレーデッドインデックスマルチモードファイバを検討する必要があります。 参考文献 最終更新日:2019年1月2日
多軸ステージセレクションガイド![]() Click to Enlarge 上の使用例では、NanoMax3軸フレクシャーステージを6軸ステージの前に置き、高さ調整アダプタAMA554(/M)を使用してデッキ高112.5 mmに整合させています。 3軸ステージ 4軸ならびに5軸ステージ 6軸ステージ 当社の多軸ステージのラインナップならびに比較は下の表でご覧ください。
3軸ステージ
4軸ステージ
5軸ステージ
6軸ステージ
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当社の差動アジャスタ付きNanoMaxステージの移動量(粗動)は4 mm、移動量(微動)は300 µmです。 粗調整用アジャスタには10 µm単位のバーニヤ目盛が付いており、 微調整用アジャスタには1 µm単位のバーニヤ目盛が付いています。 ステージのこれらの分解能と移動範囲は、シングルモードファイバや導波路のアライメントシステムにおける結合効率の最適化に便利です。 また目盛が付いていますので基準点が明確で、システム内での絶対的な位置決めが実現します。 付属のアクチュエータはモジュール設計なので、各要素は交換が可能です。「アクチュエータ」のタブで詳細と対応可能なアクチュエータのラインナップをご覧ください。 上記の特長に加えて、NanoMaxステージMAX312D/MとMAX311D/Mにはそれぞれ開ループ、そして閉ループのピエゾアクチュエータが内蔵されており、移動量は20 µmとなっております。 開ループ設計タイプには歪ゲージセンサが内蔵されていないため、分解能は20 nmに制限されます。 閉ループ設計タイプは歪ゲージセンサが内蔵されていることにより、分解能が5 nmに向上しています。 このフィードバックループにより、ピエゾ素子に特有のヒステリシス、クリープ、熱ドリフトが補正されます。こちらのピエゾステージには駆動ケーブルPAA100が3本、閉ループシステムの場合にはフィードバックコンバーターケーブルPAA622が3本付属しています。 このステージには上面プレートMMP1/Mと止め具AMA010/M が2つ付属しています。この取付けプレートには中心線に沿ってキー溝が付いており、概要タブ内に掲載されているアクセサリすべてを簡単かつ高い再現性でアライメントすることができます。 中心からずらして取り付けたり、ブレッドボードを取付ける必要がある用途には上面プレートRB13P1/Mをご用意しております。 ![]()
当社のステッピングモーターアクチュエータ付きNanoMaxステージの移動量は4 mmです。 また5.0 µmの双方向再現性があります。ホール効果リミットスイッチがモータのホーミングに適した高い再現性をもたらします。 この機能はゼロポイントへの高度な再現性を求められる自動アライメントの用途において重要です。 これらのステージは高い再現性と小さなステップにより、高精密自動ファイバ入射システムなどの微小動作の用途に適したステージになっております。 付属のアクチュエータはモジュール設計なので、構成要素は交換が可能です。「アクチュエータ」のタブで詳細と対応可能なアクチュエータのラインナップをご覧ください。各ステージには長さ3 mのステッピングモーターアクチュエータ用のエクステンションケーブルPAA613が3本付属します。 上記の特長に加えて、NanoMaxステージMAX381/Mには閉ループのピエゾアクチュエータが付いており、移動量は20 µmとなっております。 閉ループピエゾアクチュエータに付いている歪ゲージ変位センサがフィードバック信号を送ることにより、分解能は最高5 nmに向上します。 このフィードバックループにより、ピエゾ素子に特有のヒステリシス、クリープ、熱ドリフトの補正が可能です。長さ500 mmの駆動ケーブルが各ステッピングモーターアクチュエータに付属します。ステージMAX381/Mにはピエゾ駆動ケーブルPAA100が3本と、閉ループシステムの場合、フィードバックコンバーターケーブルPAA622も3本付属します。 このステージには上面プレートMMP1/Mと止め具AMA010/Mが2つ付属しています。この取付けプレートには中心線に沿ってキー溝が付いており、概要タブ内に掲載されているアクセサリすべてを簡単かつ高い再現性でアライメントすることができます。 中心からずらして取り付けたり、ブレッドボードを取付ける必要がある用途には上面プレートRB13P1/Mをご用意しております。 ![]() ![]() Click to Enlarge MAX301(/M)のX、Y、Z軸に取り付けられているのは、それぞれステッピングモータ、つまみネジ、差動アクチュエータです。
当社のアクチュエータ無しNanoMaxステージは、各軸に取り付けるアクチュエータをカスタマイズしたい場合に便利です。 精度や自動化の有無によって各軸が構成可能となります。 つまみネジを使用したマルチモードファイバ入射システムや、ステッピングモータを使用した自動アライメントのセットアップの用途など、要求に応じて軸を構成します。 対応アクチュエータのラインナップについては「アクチュエータ」のタブをご覧ください。 上記の特長に加えて、NanoMaxステージMAX302/MとMAX301/Mにはそれぞれ開ループ、そして閉ループのピエゾアクチュエータが内蔵されており、移動量は20 µmとなっております。 開ループ設計タイプには歪ゲージセンサが内蔵されていないため、分解能は20 nmに制限されます。 閉ループ設計タイプは歪ゲージセンサが内蔵されていることにより、分解能が5 nmに向上しています。 このフィードバックループにより、ピエゾ素子に特有のヒステリシス、クリープ、熱ドリフトを補正することができます。こちらのピエゾステージには駆動ケーブルPAA100が3本、閉ループシステムの場合にはフィードバックコンバーターケーブルPAA622が3本付属しています。 このステージには上面プレートMMP1/Mと止め具AMA010/Mが2つ付属しています。この取付けプレートには中心線に沿ってキー溝が付いており、概要タブ内に掲載されているアクセサリすべてを簡単かつ高い再現性でアライメントすることができます。 中心からずらして取り付けたり、ブレッドボードを取付ける必要がある用途には上面プレートRB13P1/Mをご用意しております。 ![]()
アダプタープレートRB13P1/Mは、上記ステージに付属する標準型の溝付き上面プレートMMP1/Mの代替品として設計されています。 M3ネジに対応する4つのザグリ穴によって上記ステージに取り付けられます。 取付け面のサイズは60 mm x 60 mmで、上記ステージに付属する上面プレートMMP1/Mと同じです。 この上面プレートの寸法やタップ穴の詳細などの詳細については、右の図面をご覧ください。 上面プレートMMP1/Mは上記のステージに付属していますが、別途ご購入も可能です。 このプレートには中心線に沿って幅3 mmのキー溝が十字状に2本付いています。アクセサリのアライメントを保ちながら素早いステージ構成が可能なため、ファイバ入射の用途に適しています。 「十字溝」の設計によりNanoMaxステージを左利き用、右利き用のどちらでも使用できます。 プレートにはM2、M3、M4タップ穴が並んでおり、様々な部品の固定や取り付けが可能です。 この上面プレートの寸法やタップ穴の位置などの詳細については、右の図面をご覧ください。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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