在精密科研仪器中，一个运动部件的位置误差，可能进一步影响整个光路的对准状态。
傅里叶变换红外光谱（FTIR）与红外显微技术结合后，可用于材料科学、生命科学、化学分析等研究。而在同步辐射光源环境下，随着实验系统对精度、稳定性和自动化程度提出更高要求，如何实现更加精确且可重复的光学对准，成为系统设计需要考虑的问题。
聚光器（Condenser）就是其中的重要运动部件之一。它需要在有限空间内完成多个方向的位置调整，同时兼顾运动分辨率、重复定位能力和自动化控制。
针对这一需求，SmarAct为西班牙ALBA同步辐射光源MIRAS光束线开发了四自由度电动聚光器支架，将多轴定位、纳米级精密运动控制与电动虹膜光阑集成到同一套解决方案中。
从这一案例出发，我们可以进一步观察：纳米级定位和多轴运动控制，如何解决高端科研仪器中的光学对准问题？
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。
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：
XYZ三轴精密定位，满足聚光器位置调节需求；
工作行程约35×18.5×24mm，适用于FTIR显微系统的定位要求；
运动分辨率小于1nm，支持纳米级定位控制；
重复定位精度优于100nm（各轴），实现高重复性定位；
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；
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。
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
ALBA MIRAS光束线的案例表明，高精度定位系统在科研仪器中的价值，并不只是“把一个部件移动到指定位置”。
真正需要解决的是精密位移、重复定位、光学对准、多轴协同以及自动化控制之间的系统性问题。
这类需求同样存在于越来越多需要精密光学和微纳操作的科研与工业系统中。从光子学实验、同步辐射设备，到半导体与晶圆相关设备，高精度运动控制都可能成为影响系统集成的重要环节。
对于空间有限、运动自由度复杂或需要纳米级定位的设备，标准位移台有时并不能直接解决全部问题。因此，围绕具体应用环境进行机械结构、运动轴和控制方式的协同设计，也成为精密定位系统开发的重要方向。
SmarAct长期围绕高精度定位、纳米级定位、精密运动控制、多轴定位系统和定制化定位解决方案开展技术与产品开发，为科研仪器和工业设备中的精密运动任务提供不同形式的集成方案。
