微奈米壓電平台之數位控制系統

Abstract

本整合型研究計畫之主要目標是建立一光纖式光鉗操作系統，並利用此系統進行神 經細胞生長的觀測，以及記錄神經細胞受到非接觸式物理刺激所產生的現象，作為光鉗 系統性能的驗證。 本計劃研製壓電平台數位控制器，期望達到10 nm 的位移精度。最終目標為結合 CCD 影像處理、微米自動平台與微米級聚焦液晶透鏡結構，來達到操作生物分子、 DNA、病毒、奈米碳管、細胞檢測及微電子粒子等。由於Z 方向利用液晶變焦透鏡的特 性，其在光軸(Z 軸)上能自由的改變聚焦位置，來達成光鉗再Z 軸的移動，所以本計畫 只針對X-Y 方向(二維)來研製壓電驅動平台系統，主要重點在研發高性能的奈米定位控 製法則。 壓電平台最大的問題是位移與輸入電壓呈現遲滯（Hysteresis）關係，很難使用傳 統的控制法則來達到奈米級的位移控制。雖然現在有許多壓電平台的控制法則，但是 對於與速度相關的遲滯問題，仍難以克服。本計畫預計提出一種創新的控制法則。