في أبحاث علوم الحياة، تشكل المعالجة الدقيقة للعينة أثناء سير عمل المجهر أساس الكفاءة العلمية وعمق البحث. يجب أن توفر المعدات المستخدمة دقة وموثوقية استثنائية. تعالج SmarAct هذه المتطلبات الحرجة من خلال منصات المجهر عالية الدقة والمتينة والقابلة للتخصيص والمصممة للموضع والمعالجة على نطاق النانومتر.

أولاً. نظرة عامة على منصة المجهر SmarAct والمزايا الأساسية

تمثل منصات المجهر SmarAct تقدمًا ثوريًا في التصوير المجهري ومعالجة العينات من خلال هندسة فائقة وتقنيات قيادة متقدمة. تشمل المكونات الأساسية للأنظمة مراحل خطية دقيقة قادرة على دقة تحديد الموضع على مستوى النانومتر عبر نطاقات سفر ممتدة مع تكرار استثنائي للحلقة المغلقة. يتيح ذلك ليس فقط تحديد موضع العينة ثنائي الأبعاد بدقة، بل يوفر أيضًا أساسًا لأنظمة المعالجة الدقيقة المتكاملة التي تسهل معالجة العينة في الموقع.

1.1 تقنيات القيادة وضمان الدقة

تستخدم منصات SmarAct تقنيات قيادة متقدمة:

• محرك الالتصاق بالبيزو (Piezo Stick-Slip Drive): تصميم مدمج مع أوقات استجابة سريعة وتحديد موضع استثنائي على نطاق النانومتر، مثالي للتطبيقات عالية الإنتاجية التي تتطلب تحديد موضع سريع.
• محرك كهرومغناطيسي (Electromagnetic Drive): يوفر حركة سلسة وخالية من الاحتكاك مع استقرار موضع يصل إلى ±5 نانومتر، محسّن للتطبيقات التي تتطلب استقرارًا عاليًا وضوضاء موضع دنيا أثناء المراقبة المطولة أو الإجراءات الدقيقة.

يتيح الجمع بين هذه التقنيات لمنصات SmarAct تلبية متطلبات البحث الحديثة للدقة دون الميكرون والتكرار العالي.

1.2 وظائف المنصة والتطبيقات

تدعم منصات SmarAct حركة دقيقة على محوري XY، مع نماذج مختارة تتضمن إمكانية المحور Z لتحديد الموضع ثلاثي الأبعاد. تضمن فلسفة التصميم المعياري حلولًا قابلة للتكيف لاحتياجات البحث المتنوعة:

• تنوع حوامل العينات: يشمل حوامل شرائح المجهر القياسية، وحوامل أطباق الزراعة، وحوامل الأطباق متعددة الآبار. تتيح الحوامل المغناطيسية التبادل السريع للشرائح لسير العمل عالي الإنتاجية.
• تكامل المعالجة الدقيقة: يدعم تكامل أنظمة المعالجة الدقيقة المختلفة للتعامل مع الماصات، وأدوات التشريح الدقيق، والملاقط الدقيقة، والحقن الدقيق، والمجسات الميكانيكية/الإلكترونية. تستوعب المنصات المعالجات الدقيقة ذات ثلاث أو أربع درجات من الحرية.
• دعم المعالجات المتعددة: تدعم التكوينات المتقدمة التشغيل المتزامن لمعالجات دقيقة متعددة للإجراءات المنسقة المعقدة، مع تحكم مستقل في الحركة وتكوينات أدوات قابلة للتخصيص.

1.3 التوافق والتخصيص

تتميز منصات SmarAct بتوافق واسع وخيارات تخصيص:

• تكامل منصة بصرية: تتبع الألواح الأساسية تصميمات ألواح الخبز البصرية القياسية للتكامل السلس مع أنظمة المجهر الحالية، مدعومة بحلول محول لمكونات المجهر التجارية.
• تكوين مخصص: تقدم أغطية منصات قابلة للتخصيص وتعديلات لاستيعاب نماذج مجهر محددة أو إعدادات تجريبية من خلال التشاور مع فرق هندسة SmarAct.

ثانياً. مواصفات المنصة التفصيلية

توفر SmarAct مجموعة شاملة من منصات المجهر بنطاقات سفر وتكوينات وظيفية مختلفة:

ثالثاً. الملحقات والحلول المتكاملة

تقدم SmarAct ملحقات تكميلية لتعزيز وظائف المنصة:

• ملحقات المجهر: حوامل متخصصة للشرائح وأطباق الزراعة والأطباق متعددة الآبار لضمان استقرار العينة أثناء المعالجة.
• مجموعات الدقة الفائقة: حلول ترقية جاهزة للاستخدام لأنظمة المجهر مفتوحة المصدر لتحقيق تصوير بدقة أعلى.
• مراحل التركيز: معالجات العدسة لتعديل دقيق لمستوى التركيز للمحور Z في تطبيقات التصوير.

رابعاً. أنظمة التحكم وتكامل البرامج

يدير نظام التحكم MCS2 الخاص بـ SmarAct جميع عمليات المنصة والمعالجة الدقيقة بقدرات متقدمة:

• التحكم متعدد المحاور: يدعم ما يصل إلى 18 جهاز تحديد موضع مستقل لتكوينات تجريبية معقدة.
• وضع صامت: ينقل ترددات محرك البيزو إلى ما وراء النطاق السمعي البشري لتقليل ضوضاء التشغيل.
• واجهات التحكم: يشمل وحدات تحكم يدوية مخصصة بأزرار لمسية وعصا تحكم، بالإضافة إلى برنامج Precision Tool Commander المستند إلى الكمبيوتر للتشغيل البديهي.
• مجموعة أدوات تطوير البرامج (SDK): مجموعة أدوات تطوير برامج شاملة مع وثائق ومكتبات برمجة (C/C++، Python، LabVIEW™) لتكامل البرامج المخصصة.
• التوافق مع Micro-Manager: دعم المكونات الإضافية للتكامل مع برنامج التحكم في المجهر مفتوح المصدر Micro-Manager.

خامساً. المواصفات الفنية والتطبيقات

تخدم منصات SmarAct تطبيقات علمية وصناعية متنوعة تتطلب دقة دون الميكرون، بما في ذلك:

• المجهر فائق الدقة
• المجهر الفلوري
• فحص أشباه الموصلات
• أبحاث علوم المواد
• تطبيقات التكنولوجيا الحيوية
• البصريات الكمومية والضوئيات
• أنظمة الفحص الصناعي

تتوفر متغيرات المنصة لمتطلبات بيئية متخصصة بما في ذلك الفراغ العالي (HV) والفراغ فائق العلو (UHV) والتكوينات غير المغناطيسية.