hpSPM 掃描探針顯微鏡控制器

技術規格

信號處理

• 采用先進現場可編程門陣列（FPGA）的控制器

• 具備可重構數字硬件以實現性能

• 32 位實時處理器，搭配 128MB DDR SDRAM

• USB2.0 高速接口，PC 接口速率達 480Mbps

成像選項

• 掃描隧道顯微鏡（STM）、原子力顯微鏡（AFM）、開爾文探針力顯微鏡（KPFM）、非接觸式原子力顯微鏡（ncAFM）

STM 電流范圍

• G = ±1V/nA、1pA - 1nA 量程，噪聲基底＜5fA/√Hz ，無可見噪聲或諧波

偏置電壓

• 樣品偏置 ±10V / 16 位 Bit DAC，數字調制用于 KPFM 和掃描隧道譜（STS）

反饋環路

• 硬件實現 7 個獨立通道的數字反饋環路

PID 輸入

• 來自鎖相環（PLL）等的任意 24/32 位數字輸入

• 帶 24 位 ADC 的模擬輸入或輸出

• 任意 16 或 24 位數字到模擬轉換器，48 位截短為 24 或 32 位數字輸出

數字鎖相環 - 鎖相放大器

• 2 路數字鎖相放大器，32 位數字輸出（一路用于 PLL）

• 頻率范圍：100Hz - 1MHz

• 分辨率：40nHz

• 解調帶寬：50Hz - 5kHz

• 輸入：±10V，采樣率：90MHz @ 16 位分辨率

• 輸出：32 位數字 ΔF 和相位 / 16 位模擬 ΔF 和相位

• 恒定振幅反饋或恒定激勵

• 數字濾波器帶寬：10Hz - 3kHz 可調

高速 ADC

• 2 路 16 位模擬到數字轉換器 @ 90MHz

• ±10V 輸入范圍；1MHz 4 階巴特沃斯低通濾波器（LPF）

高速 DAC

• 2 路 16 位數字到模擬轉換器 @ 90MHz；±10V 輸出范圍（一路用于偏置電壓 ）

掃描 DAC（高分辨率）

• 4 通道 24 位數字到模擬轉換器 @ 62.5kHz；±10V 輸出范圍（XYZ 及備用或 NSEW）

ADC（高分辨率）

• 同時采樣 16 通道真 24 位模擬到數字轉換器 @ 175kHz；±10V

• 輸入范圍：10kHz 4 階巴特沃斯 LPF

DAC

• 2 通道 24 位和 12 通道 16 位數字到模擬轉換器，±10V 輸出范圍

高壓放大器

• 5 通道低噪聲、高壓放大器，±200V 擺幅

粗進電機

• 可調高壓脈沖發生器：±200V

• 壓擺率：400V/2μs @ 33nF 容性負載

• 19 通道滑架輸出，可編程輸出（帶機械繼電器）

• 滑架波形選擇：指數型 / 1/r2 / 線性 / 時間反轉指數型

• 操縱桿和軟件用戶界面

成像通道

• 16 通道 24 位頻率數字輸入掃描，同時采集 Δf、振幅等，分辨率達 8192×8192 像素

功率要求

• 100/110/220/240V 交流電，50/60Hz，500VA

工作范圍

• 搭載 Windows 10 操作系統和雙 27 英寸液晶顯示器（LCD）的 PC 工作站頂部

尺寸

• 高度 150mm × 寬度 483mm × 深度 520mm

軟件與驅動

• 用 C# 和 DirectX 11 編寫的 64 位操作系統代碼

• 用于腳本編寫的 LabView™驅動

• 可按需進行軟件定制

• 免費軟件升級

• 簽署保密協議（NDA）等后，源代碼可能可用