当科研进入微纳尺度，决定实验系统性能的，往往不只是光源和探测器，那些负责“移动”的精密部件同样重要。
在傅里叶变换红外光谱（FTIR）显微分析中，聚光器承担着重要的光路调节任务。特别是在同步辐射光源中，研究人员不仅需要“调得准”，还希望位置调整具有良好的重复性，并能够通过电动化方式提高实验操作效率。
西班牙ALBA同步辐射光源MIRAS光束线便对这一环节进行了升级。
SmarAct针对其FTIR显微镜应用开发了一套四自由度电动聚光器定位系统。系统通过XYZ多轴精密定位与电动虹膜光阑，实现聚光器位置及光阑开口的精细调节，其中运动分辨率小于1 nm，各轴重复定位精度优于100 nm。
一套聚光器支架背后，实际上折射出科研仪器发展的一个趋势：高精度定位正在成为光学系统进一步提升精密程度的重要基础技术之一。
一、FTIR显微分析为何需要更精准的聚光器对准？
FTIR显微镜通过红外光与样品相互作用，获取样品分子振动信息，从而实现材料组成分析、化学成像及微区检测。
在同步辐射光束线中，聚光器负责将红外光准确引导至样品区域，其位置调整直接关系到整个光路系统的对准状态。因此，聚光器不仅需要具备较高的定位精度，还需要能够实现稳定、可重复的运动控制，以满足科研实验对高精度光学调节的需求。
与此同时，随着实验系统不断升级，研究人员也希望聚光器定位能够更加便捷，并具备更好的自动化控制能力，以提高实验操作效率和系统使用体验。
二、ALBA同步辐射光源的聚光器定位升级
ALBA Synchrotron位于西班牙巴塞罗那，是欧洲重要的同步辐射研究设施之一。
其中，MIRAS Beamline主要用于傅里叶变换红外光谱（FTIR）及红外显微分析，为材料科学、生命科学等多个科研领域提供实验平台。
为了进一步优化FTIR显微镜聚光器的定位性能，ALBA Synchrotron与SmarAct合作，对聚光器定位系统进行了重新设计。
新的系统采用了四自由度（4D）电动聚光器支架（Motorized Condenser Holder），在提升聚光器对准能力的同时，也进一步改善了整个系统的操作体验。
（图源：ALBA官网）
1. SmarAct高精度聚光器定位解决方案
此次开发的聚光器定位系统集成了多轴精密运动控制，可实现聚光器在多个方向上的精准调整，并兼顾紧凑结构和自动化控制需求。
系统主要特点包括：
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XYZ三轴精密定位，满足聚光器位置调节需求；
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工作行程约35×18.5×24mm，适用于FTIR显微系统的定位要求；
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运动分辨率小于1nm，支持纳米级定位控制；
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重复定位精度优于100nm（各轴），实现高重复性定位；
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集成电动虹膜光阑（Motorized Iris Diaphragm），可根据实验需求调节开口尺寸，其开口调节分辨率小于30nm；
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支持电动控制，进一步提升系统操作便利性。
整套系统在满足高精度定位需求的同时，也充分考虑了实验平台的集成性，为科研人员提供更加便捷的使用体验。
2. 聚焦科研应用，提升系统易用性
SmarAct聚光器定位系统的重新设计实现了聚光器对准性能的改善，并进一步提高了系统的易用性。
（图源：ALBA官网）
对于同步辐射FTIR显微分析而言，高精度定位系统能够帮助实验平台实现更加精准的聚光器调整，为科研人员提供稳定、可靠的运动控制支持，也使整个光学系统的操作更加方便、高效。
三、面向高精度科研应用的定制化定位方案
从同步辐射FTIR显微镜中的聚光器，到半导体设备中的晶圆相关精密运动，再到光子学实验中的光学元件对准，不同设备面对的问题并不完全相同，但对运动控制提出了一些共同要求：更小的位移、更高的重复性、更紧凑的结构以及更方便的自动化集成。
ALBA MIRAS项目展示的正是其中一个具体场景——利用多轴精密运动控制，让原本需要精细调节的聚光器获得电动化、纳米级定位能力。
SmarAct的相关技术布局覆盖高精度定位与计量，并面向半导体、光子学、生命科学、材料科学、纳米技术和高能研究等领域。
当科研仪器继续向微纳尺度发展，如何准确地“移动、对准并保持位置”，也将成为越来越多前沿设备需要解决的基础工程问题。
