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近日，Zurich Instruments 推出的VHFLI甚高頻鎖相放大器，憑借其直流至200 MHz的寬頻覆蓋和卓越性能，為高頻信號分析設(shè)定了新標(biāo)桿。恰逢 2026 慕尼黑上海光博會今日開幕，歡迎蒞臨E7.7701 展臺，現(xiàn)場親身體驗(yàn)！

本文將重點(diǎn)介紹VHFLI在微機(jī)電系統(tǒng)傳感器（MEMS）表征和泵浦-探測（Pump-Probe）光譜兩大前沿應(yīng)用中的卓越表現(xiàn)。

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應(yīng)用聚焦一：MEMS傳感器全面表征——新LabOne 界面助力快速設(shè)置

微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）傳感器作為現(xiàn)代科技的核心組件，其性能表征對應(yīng)用開發(fā)至關(guān)重要。VHFLI鎖相放大器實(shí)裝了全新LabOne 界面，為MEMS傳感器的全面表征提供了直觀完整的一站式圖形解決方案。

頻率響應(yīng)分析優(yōu)化傳感器性能

為全面了解傳感器的行為，有必要研究MEMS 結(jié)構(gòu)在驅(qū)動信號影響下或因感應(yīng)環(huán)境變化而產(chǎn)生的響應(yīng)。

在新的LabOne 界面中，我們也實(shí)裝了一些常用的實(shí)驗(yàn)建議 (Guide)，幫助研究人員快速完成一些常用的實(shí)驗(yàn)流程和儀器配置，其中就包括基本的MEMS的表征步驟，方便儀器快速上手。

為覆蓋廣泛的參數(shù)范圍，我們需要進(jìn)行頻率響應(yīng)分析。這是一項(xiàng)至關(guān)重要的測量，用于尋找最佳驅(qū)動信號，以最大程度發(fā)揮傳感器的性能。同時也有助于實(shí)現(xiàn)傳感器的共振和邊帶表征。主流的測量方式要求掃描驅(qū)動信號的參數(shù)，這可由參數(shù)掃描儀實(shí)現(xiàn)。

通過內(nèi)置參數(shù)掃描儀功能，VHFLI能夠快速掃描驅(qū)動信號參數(shù)，幫助研究人員尋找最佳驅(qū)動條件以最大化傳感器性能。這一過程不僅實(shí)現(xiàn)了傳感器的共振和邊帶表征，還能通過參數(shù)諧振方式監(jiān)測傳感器諧振頻率的快速變化。

另外，VHFLI 也可以使用參數(shù)諧振的方式監(jiān)測傳感器諧振頻率的快速變化。啁啾信號的FFT能提供高的頻譜分辨率和時間分辨率。

閉環(huán)控制提升測量精度與帶寬

VHFLI支持先進(jìn)的閉環(huán)傳感器控制方案，通過鎖相環(huán)（PLL）鎖定傳感器相位，或利用比例積分微分（PID）控制器鎖定幅度等關(guān)鍵參數(shù)。這種鎖定機(jī)制不僅顯著提高了測量精度，還能大幅增加測量帶寬，為MEMS傳感器的深度研究提供了有力保障。

全新LabOne 界面自帶PID參數(shù)智能設(shè)定和調(diào)諧功能（PID Advisor）,可通過待測器件模型參數(shù)和需要的PID帶寬自動設(shè)置適合的PID參數(shù)，從而快速實(shí)現(xiàn)高性能的鎖定。在調(diào)參時可直接調(diào)用參數(shù)掃描儀（Sweeper）和繪圖儀（Plotter）工具，方便隨時查看傳遞函數(shù)和階躍響應(yīng)。

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應(yīng)用聚焦二：泵浦-探測（Pump-Probe）光譜實(shí)驗(yàn)——以時間線模塊為中心搭建實(shí)驗(yàn)

泵浦-探測（pump-probe）是一種利用短激光脈沖測量超快現(xiàn)象的技術(shù)，在材料科學(xué)和物理學(xué)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。VHFLI鎖相放大器通過創(chuàng)新的時間線模塊，為這類實(shí)驗(yàn)提供了高效便捷的解決方案。

時序控制實(shí)現(xiàn)精確測量

VHFLI出廠自帶的時間線模塊（Timeline Module）允許研究人員自定義信號延遲、掃描頻率和延時，靈活設(shè)置循環(huán)、重復(fù)和觸發(fā)等時序參數(shù)。配合示波器、數(shù)據(jù)采集模塊或Boxcar模塊，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)快速脈沖實(shí)驗(yàn)測量，精確捕捉樣品在衰減過程中的動力學(xué)時域信息。

不僅僅是 VHFLI，蘇黎世儀器的其他更高頻率的鎖相放大器—— GHFLI （DC - 1.8 GHz）和 SHFLI （DC – 8.5 GHz）同樣標(biāo)配集成了時間線模塊。

其他選件擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/strong>

VHFLI 還可選配的AWG任意波形發(fā)生器選件，通過與時間線模塊協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了以任意時序播放任意波形的功能。結(jié)合全新的LabOne用戶界面，研究人員可以快速配置復(fù)雜的泵浦-探測光譜實(shí)驗(yàn)，大大簡化了實(shí)驗(yàn)設(shè)置流程，提高了實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性和效率。

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VHFLI 的技術(shù)優(yōu)勢：多功能集成平臺賦能高效研究

VHFLI鎖相放大器的核心優(yōu)勢在于其多功能集成設(shè)計(jì)。該儀器將示波器、掃描儀、頻譜分析儀、繪圖儀、時間線模塊和高級數(shù)據(jù)采集等多種功能整合到單一平臺中，使研究人員能夠?qū)崟r從多個角度觀察信號。根據(jù)不同應(yīng)用的需求，還可選配多解調(diào)器模塊、PID/PLL控制器、AWG任意波形發(fā)生器、Boxcar平均器等選件，不僅加速了實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，降低了設(shè)置復(fù)雜性，還節(jié)省了寶貴的實(shí)驗(yàn)臺空間。

全新的LabOne時間線模塊作為統(tǒng)一編排實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新工具，使研究人員能夠設(shè)計(jì)和實(shí)施連續(xù)波與脈沖測量序列，協(xié)調(diào)復(fù)雜的觸發(fā)和測量流程。這一功能自動化了以往需要多臺同步儀器才能完成的工作，讓科學(xué)家能夠更專注于數(shù)據(jù)分析和科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

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其他應(yīng)用

除了上述兩大重點(diǎn)應(yīng)用，VHFLI鎖相放大器在光學(xué)與光子學(xué)、傳感器開發(fā)、材料科學(xué)、掃描探針顯微鏡等領(lǐng)域同樣表現(xiàn)出色。其廣泛的應(yīng)用覆蓋能力和卓越的性能表現(xiàn)，使其成為推動科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)新的重要工具。

通過VHFLI鎖相放大器，Zurich Instruments繼續(xù)致力于讓先進(jìn)的信號分析技術(shù)更加易于獲取，為全球研究實(shí)驗(yàn)室提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，助力科學(xué)界探索未知、突破創(chuàng)新。

關(guān)于Zurich Instruments

Zurich Instruments是一家總部位于瑞士蘇黎世的跨國測試測量解決方案提供商，中國分公司位于上海。公司專注于開發(fā)尖端測量儀器，產(chǎn)品包括鎖相放大器、任意波形發(fā)生器、阻抗分析儀、量子計(jì)算控制系統(tǒng)等，為全球科研人員探索難以測量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提供支持。