
如何检查纳米位移台是否出现“微粘滞”现象?
要检查纳米位移台是否出现“微粘滞”(stick-slip 或 creep)现象,可以从位移响应、重复性测试、波形分析等方面入手,系统地判断台体是否存在细微而异常的“卡顿”或“滞后”行为。以下是详细方法:
一、什么是“微粘滞”现象?
“微粘滞”是一种在纳米级运动中常见的非线性效应,表现为:
微小移动时出现突然跳动;
反向运动初期有轻微卡顿,需一定力后才“滑动”;
低速扫描或微步进时运动不连续或带抖动;
与摩擦、材料弹性和压电驱动方式有关。
二、常用检查方法
1. 小步进测试(step response)
在闭环控制模式下,让位移台以极小的步长(如 1~10 nm)缓慢移动;
观察传感器反馈是否连续线性;
若有“停一停再跳一跳”的现象,即为典型微粘滞表现。
2. 正反向往返测试(hysteresis check)
设定一段往返运动轨迹(如 0–1000 nm 往返);
记录实际位置曲线;
若轨迹在正、反方向不重合,或出现反向初段“迟缓”,则存在粘滞现象。
3. 低速连续扫描检查
用扫描模式(如直线扫描)连续移动台体;
将反馈信号绘图;
若看到锯齿波、小幅跳动、重复波动,即可能是微粘滞。
4. 频谱分析法
对位置反馈信号做傅里叶变换(FFT);
如果出现异常的低频或突出的高频尖峰,可能是由 stick-slip 引起的周期性微小跳动。
5. 显微成像法(如扫描电镜或AFM辅助)
若位移台用于扫描成像(如 SEM、AFM),可在低速扫描图中观察到:
图像有微微“错行”或局部抖动;
线条边缘呈波浪状。