莊 健， 王志武， 廖曉波,2

(1. 西安交通大學 機械工程學院，陜西 西安 710049；2. 西南科技大學 制造科學與工程學院，四川 綿陽 621010)

1 引 言

以高的時間-空間分辨率捕捉細胞等生物樣品的動態(tài)響應(yīng)過程在生命科學研究領(lǐng)域中具有重要意義，然而能夠?qū)崿F(xiàn)該功能的科學儀器并不多。掃描離子電導(dǎo)顯微技術(shù)(Scanning ion conductance microscopy, SICM)能夠在細胞培養(yǎng)環(huán)境下以無損傷的方式在納米尺度測量活細胞的形態(tài)、力學和電學特性[1-2]，已在包括藥物、納米顆粒作用下細胞的動態(tài)響應(yīng)研究中得到了廣泛應(yīng)用[3-4]。常用的SICM掃描模式有直流模式、調(diào)制模式和跳躍模式等[1,5-7]。直流和調(diào)制模式采用的是連續(xù)掃描模式，不適合形貌高度突變樣品的掃描成像[3]。跳躍模式是一種非連續(xù)掃描模式，由于具備對高度復(fù)雜表面形貌樣品的成像能力，已發(fā)展為SICM的主流掃描模式[6]。在跳躍模式中，在每一測量點探針均需由遠到近逼近樣品表面探測表面的高度，這一特點使其成像速度極慢。限制跳躍模式速度的主要因素有探針在Z向運動的跳躍幅值、探針下探速度等。跳躍幅值通常憑經(jīng)驗設(shè)定；探針下探速度由探針尖端的開口尺寸、以及Z向壓電定位器響應(yīng)快慢決定[8-9]。常規(guī)SICM探針的下探速度僅為20～100 nm/ms，嚴重制約著成像的快速性。同一開口尺寸的探針，下探速度越大，過沖越大，很容易使探針碰撞樣品并斷裂。因此，減小探針高速下探時的過沖成為提高掃描速度的關(guān)鍵。提高下探速度的常用方法是提高Z向定位平臺的固有頻率，從而減小平臺的響應(yīng)時間[9-10]，但是難免會降低探針Z向的測量行程[11]。日本學者Ando設(shè)計了一種高速XYZ壓電定位平臺，可以使10 nm開口半徑探針的下探速度達到400 nm/ms，但是Z向測量范圍僅為6 μm且三軸存在交叉耦合，降低了定位平臺的精度[9]。德國學者Sch?ffer采用樣品在Z向運動的掃描器設(shè)計方案，提高了SICM的掃描速度(對A6細胞成像一幀0.6 s)，但是Z向壓電定位平臺的最大行程僅為5 μm，限制了測量高縱橫比樣品的能力[10]。

由此可見，Z向壓電定位平臺設(shè)計要兼顧Z向測量范圍避免高速下探的過沖就變得尤為重要。由于壓電堆式作動器的最大輸出位移一般為其自身長度的0.1%，直接驅(qū)動的設(shè)計方案很難滿足SICM的Z向測量行程要求。而位移放大機構(gòu)，例如杠桿放大、三角形放大、橋式放大等[11-13]，能夠?qū)崿F(xiàn)輸出位移的放大。柔性放大機構(gòu)(包括柔性鉸鏈等)具有無摩擦、免潤滑、免裝配、放大倍數(shù)高等優(yōu)點[14-15]。然而，使用放大機構(gòu)會降低系統(tǒng)的動態(tài)性能和輸出剛度。采用壓電作動器直接驅(qū)動方案(對位移無放大作用)，可直接提供預(yù)緊力，平臺具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小的優(yōu)點，有利于提高動態(tài)性能[16-17]。因此，聯(lián)合采用位移放大與直接驅(qū)動的方案，是SICM高速掃描兼顧測量范圍與快速性的可選配置。本課題組之前提出了一種調(diào)制電流式SICM，但是該模式采用小壓電平臺進行正弦振動來產(chǎn)生調(diào)制電流信號，隨著正弦振動頻率的提高，易于引起大行程定位平臺的機械共振，限制了掃描速度的提高[16]。

基于以上考慮，本文設(shè)計了一種用于提高SICM跳躍工作模式的Z向雙壓電定位平臺。該平臺采用位移放大機構(gòu)放大壓電作動器的輸出位移，采用彈性薄板直接驅(qū)動實現(xiàn)小壓電作動器的高速運動。將大行程和高速壓電定位平臺串聯(lián)，即滿足高縱橫比樣品的測量，又提升了探針接近速度，真正地從物理結(jié)構(gòu)上解決了跳躍模式過沖大、成像慢的問題。

2 雙壓電定位平臺總體設(shè)計

2.1 掃描成像系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

基于雙壓電定位平臺的SICM系統(tǒng)配置如圖1所示。樣品和探針間的相對運動主要由XY和Z向微電機(M111.1DG，PI，Germany，15 mm行程)、XY壓電定位平臺(P621.2CL，100 μm行程)和自行研制的Z向雙壓電定位平臺實現(xiàn)。XY和Z向壓電定位平臺分別固定在XY和Z向微電機上，實現(xiàn)樣品與探針間距的粗略定位和精密定位。本文設(shè)計的是一種基于大行程和高速壓電驅(qū)動柔性機構(gòu)串聯(lián)的Z向定位平臺，在系統(tǒng)中的位置如圖1所示。

圖1 基于Z向雙壓電定位平臺的SICM系統(tǒng)Fig.1 SICM system based on dual-stage nanopositioner

2.2 雙壓電定位平臺機構(gòu)

傳統(tǒng)跳躍模式中的Z向探針下探速度需滿足va

本文設(shè)計的Z向雙壓電定位平臺旨在獲得高的下探速度，且最大輸出位移可滿足細胞表面特征信息的測量(約30 μm)。圖2所示為設(shè)計的雙壓電高速定位平臺結(jié)構(gòu)圖。

圖2 Z向雙壓定位平臺總體設(shè)計Fig.2 Overall design of Z-direction dual-stage nanopositioner

整個平臺由三大部分構(gòu)成：菱形位移放大機構(gòu)、柔性導(dǎo)向機構(gòu)支撐的運動平臺以及環(huán)形小壓電陶瓷驅(qū)動的高速定位平臺。大壓電作動器(型號P888.51)通過菱形位移放大機構(gòu)輸出放大位移，菱形放大機構(gòu)的輸出端驅(qū)動一個運動平臺，該運動平臺由4個柔性導(dǎo)向機構(gòu)支撐。在平臺的運動端有放置環(huán)型小壓電作動器的圓形凹槽，環(huán)形小壓電作動器(型號：PD080.31)由柔性薄板提供預(yù)緊力，SICM探針末端整體伸入平臺中心孔，并可與柔性薄板固定在一起。Ag/AgCl電極通過預(yù)留的電極孔穿入并最終插入固定在SICM探針的空腔中。為了最大程度減小負載對定位平臺動態(tài)性能的影響，需要將探針折斷到15 mm，并與柔性薄板固定牢固。

大壓電作動器通過位移放大機構(gòu)驅(qū)動運動端帶動探針沿Z軸上下運動，環(huán)型小壓電作動器能夠通過柔性薄板預(yù)緊使探針沿Z向高速運動。菱形放大機構(gòu)、運動導(dǎo)向機構(gòu)和直接驅(qū)動機構(gòu)的靜動態(tài)性能可通過調(diào)節(jié)對應(yīng)的幾何參數(shù)(菱形夾角θ、梁寬度t，高度b，長度l及薄板厚度等)實現(xiàn)。

2.3 關(guān)鍵參數(shù)

雙壓電定位平臺的結(jié)構(gòu)材料選型為鋁合金(材料型號Al7075)。該材料價格相對低廉、易于實現(xiàn)精密加工，具有相對較高的E/ρ值，有利于提高平臺剛度(彈性模量E=72 GPa，泊松比為0.33，密度ρ=2 810 kg/m3)[11]。平臺的關(guān)鍵幾何參數(shù)如圖3所示，取值如表1所示。雙壓電陶瓷驅(qū)動器的相關(guān)參數(shù)如表2所示。

圖3 雙壓電定位平臺的關(guān)鍵幾何參數(shù)Fig.3 Key geometric parameters of dual-stage positioner

表1 定位平臺的關(guān)鍵參數(shù)

表2 雙壓電陶瓷驅(qū)動器參數(shù)

3 導(dǎo)向機構(gòu)與放大機構(gòu)建模

3.1 導(dǎo)向機構(gòu)的剛度建模

導(dǎo)向機構(gòu)是由四個片狀柔性梁組成的。取單個片狀柔性梁為分析對象，建立等效模型，由歐拉梁計算公式可知，單個導(dǎo)向機構(gòu)的剛度解析計算公式為：

(1)

式中：ks為單個片狀柔性梁的剛度，l1為片狀柔性梁的長度，E為楊氏模量，I1為慣性矩。由于有4個片狀柔性梁對稱平行布置，因此導(dǎo)向機構(gòu)的總等效剛度為4個柔性梁剛度之和。即：

(2)

式中：I1=bt13/12，b為梁的高度，t1為梁的厚度。

由于整個定位平臺是由菱形位移放大機構(gòu)與導(dǎo)向機構(gòu)串聯(lián)而成，放大機構(gòu)的輸出端直接與導(dǎo)向機構(gòu)相連，導(dǎo)向機構(gòu)的末端位移與菱形放大機構(gòu)的輸出位移相等，因此，導(dǎo)向機構(gòu)對放大機構(gòu)的加載效應(yīng)等效為彈性加載，其端口剛度為Kload=Kguide[14]。

3.2 位移放大機構(gòu)建模

利用卡氏第二定理可以對其輸入-輸出靜態(tài)位移和力的關(guān)系進行建模。由于菱形放大機構(gòu)為對稱結(jié)構(gòu)，因此只對其四分之一的結(jié)構(gòu)進行分析(如圖4所示靜力學模型)。

圖4 四分之一放大機構(gòu)的靜力學模型Fig.4 Static model of quarter of amplification mechanism

基于歐拉-伯努利梁理論求解圖4所示的輸入輸出位移模型。當考慮位移放大機構(gòu)柔性梁的平移和彎曲變形時，輸入輸出位移如下：

(3)

(4)

式中：A為梁截面面積，I為對應(yīng)截面關(guān)于柔性臂中性軸的慣性矩，f(x)和M(x)分別為沿柔性臂中性軸的軸向拉力和力矩。由圖4可知：

f(x)=(fin·cosθ+fout·sinθ)/2，

(5)

M(x)=(fin·sinθ+fout·cosθ)·(l2/2-x)/2.

(6)

由式(3)～式(6)求積分，柔性放大機構(gòu)的輸入輸出靜力學位移可寫為柔度矩陣的形式，如式(7)～式(12)所示：

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

式中：l2為菱形放大機構(gòu)柔性臂的長度；t2為柔性臂的厚度，θ為放大機構(gòu)柔性臂的角度(如圖3所示)?；谑?3)～式(12)，計算得到放大機構(gòu)的輸出輸入剛度kout，kin，位移放大比Ramp，分別為：

(13)

kin=1/c11,kout=c11/(c11c22-c21c12).

(14)

最終可得柔性定位平臺的輸出位移為：

(15)

式中：Kpzt為壓電陶瓷作動器的剛度，Δl0為其標稱位移，Kload為4個導(dǎo)向機構(gòu)的等效剛度。T1為考慮壓電作動器和柔性位移放大器有限剛度的傳遞系數(shù)，表達式如下：

(16)

帶入?yún)?shù)計算得定位平臺的輸出行程約為34.6 μm。

3.3 小壓電高速定位平臺的最大輸出行程

高速小定位平臺采用柔性薄板來近似計算其輸出端剛度?？紤]到一個外邊緣固定的柔性板，環(huán)形壓電作動器與該柔性板固定，環(huán)形壓電作動器施加在柔性板上的載荷為F=PA，A為環(huán)形壓電作動器端面與柔性板的接觸面積，P為壓力，則柔性板在垂直方向上的變形量δz為[19]：

(17)

式中C1，C2，C3，C4，C5的表達式見文獻[19]。其中E= 72 GPa；泊松比v=0.33；rb=4 mm，薄板厚度取t=0.25 mm，ra=5.6 mm，則沿著驅(qū)動方向的剛度為：

(18)

計算得kf=9.4 N/μm，則小壓電定位平臺的輸出端行程為：

ΔL=ΔL0·kp/(kf+kp),

(19)

式中:ΔL為柔性面簧在預(yù)載作用下的輸出位移，ΔL0是環(huán)型小壓電作動器無載荷時的最大輸出位移，kf和kp分別是柔性板和環(huán)型壓電陶瓷驅(qū)動器的剛度。因此，由本文設(shè)計的幾何參數(shù)計算得到環(huán)形高速壓電平臺的輸出行程ΔL= 1.96 μm。

4 有限元分析

4.1 大行程壓電定位平臺

本節(jié)采用SolidWorks對平臺進行建模，并使用COMSOL5.3軟件包進行靜力學和模態(tài)分析。有限元模型結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)如表1和表2所示。模型中4個螺釘孔設(shè)為固定端，沿柔性放大機構(gòu)輸入端分別加載200 N的力，記錄得到菱形放大機構(gòu)的每個輸入端的位移均為5.23 μm，平臺沿X，Y方向的變形結(jié)果和應(yīng)力云圖分別如圖5(a)、5(b)和5(c)所示。記錄定位平臺運動部分(由四個導(dǎo)向機構(gòu)支撐)的位移為23.27 μm，因此平臺的位移放大比為：

Rstage=Xout/Xin=23.27/2×5.23=2.22.

(20)

Rstage小于解析解的放大比(2.31)，以有限元計算為真值，偏差為4.0%?？紤]到大壓電作動器的標稱位移為15 μm，由于在輸出方向上其剛度有限，因此裝夾在放大機構(gòu)中后，實際輸出位移會有部分損失。圖5(d)所示為放大機構(gòu)兩輸入端分別輸入7.5 μm時，整個平臺的應(yīng)力云圖，最大應(yīng)力為49.5 MPa，發(fā)生在放大機構(gòu)輸出端的內(nèi)側(cè)，遠小于Al7075鋁合金材料的屈服強度503 MPa。因此定位平臺可以工作在彈性變形范圍內(nèi)。

圖5 有限元靜力學分析結(jié)果

對設(shè)計的大行程-高速壓電定位平臺進行模態(tài)分析，4個螺栓孔為固定端，求解得到前5階的固有頻率，分別如圖6(a)～6(e)所示。第一階固有頻率的振型是沿著X方向的平動，和放大機構(gòu)位移輸出端的運動方向相同。

圖6 有限元分析得到的前5階固有頻率Fig.6 First 5 order natural frequencies obtained by FEA

4.2 雙壓電定位平臺動態(tài)性能

采用和大行程壓電定位平臺同樣的有限元分析方法(靜力學剛度分析)，得到高速小壓電定位平臺的剛度約為7.6 N/μm，和解析解差距較大，原因是解析模型進行了一定程度的簡化。在雙壓電定位平臺的輸入端輸入頻率為10～150 kHz的掃頻驅(qū)動信號，記錄定位平臺輸出端的位移，得到大行程慢速定位平臺和小行程快速定位平臺的幅頻響應(yīng)曲線，如圖7所示。由共振頻率確定雙壓電定位平臺動態(tài)性能，能夠滿足SICM高速掃描的要求。

圖7 大行程慢速和小行程快速平臺的幅頻響應(yīng)曲線Fig.7 Dynamic response of dual-stage positioners

4.3 基于雙壓電定位平臺的高速SICM掃描流程

基于雙壓電定位平臺的SICM高速掃描流程如圖8所示。掃描步驟如下：

圖8 雙壓電定位平臺SICM高速掃描示意圖Fig.8 Schematic diagram of high-speed SICM scanning based on dual-stage positioner

(1)首先，探針在Z向從初始位置逼近樣品表面，待進入工作區(qū)后，根據(jù)進入工作區(qū)的位置高度，設(shè)定探針的最大運動高度(pmax)和最小高度(pmin)值。

(2)施加驅(qū)動電壓使環(huán)型小壓電定位平臺的輸出端伸長量達到最大并保持不變(如圖8所示PZT2驅(qū)動信號中a階段)。施加驅(qū)動電壓使大壓電定位平臺輸出端向上運動到最高位置pmax，然后給大壓電作動器施加線性減小的電壓(如圖8所示PZT1驅(qū)動信號中a階段)，使探針逐漸由pmax向pmin位置運動。

(3)在探針接近過程中(如圖8所示a階段)，當系統(tǒng)檢測到離子電流I減小到設(shè)定的閾值電流Iset時，立即對大-小壓電作動器同時施加相反的電壓控制信號，使探針以最快速度撤離樣本表面(如圖8所示b階段)。

(4)待探針縮回到最大位置高度pmax時，恢復(fù)小壓電作動器的施加電壓使其輸出端伸長量達到最大值并保持恒定(如圖8中bc階段)；驅(qū)動XY向壓電定位平臺使樣品運動到下一個測量點，探針在Z向重復(fù)執(zhí)行(2)～(3)步驟，直到完成所有測量點掃描。

5 實驗結(jié)果與討論

5.1 探針接近表面的離子電流過沖測試

為了驗證雙壓電定位平臺對SICM掃描速度提升的有效性，本節(jié)在跳躍模式下，僅使用大行程壓電定位平臺和使用雙壓電定位平臺(高速大行程)分別對培養(yǎng)皿底面進行接近曲線測試。實驗時離子電流的閾值設(shè)為1%。僅使用大行程壓電定位平臺時，探針接近速度(va)分別設(shè)置為75，95，110，200 nm/ms。當使用雙壓電定位平臺時，探針接近速度(va)分別設(shè)置為75，150，300，500 nm/ms。兩種平臺配置下的離子電流接近曲線分別如圖9(a)和圖9(b)所示。

圖9 大行程和雙壓電定位平臺工作時的電流接近曲線Fig.9 Current approach curves with single and dual-stage working

僅有大行程壓電定位平臺工作時，當接近速度達到200 nm/ms時，離子電流的減小量超過了70%刻度，此時探針很有可能已經(jīng)接觸到了培養(yǎng)皿底部。說明僅使用單一大行程定位平臺在接近速度增加易產(chǎn)生很大的過沖，使探針碰接樣品或斷裂。而在大小雙壓電定位平臺工作時，當探針下探速度達到500 nm/ms，離子電流減小量為83%刻度。說明采用雙壓電平臺可以有效抑制高速下探運動引起的電流過沖，避免探針碰撞樣品或探針斷裂。因此，雙壓電平臺掃描可使探針以更大的接近速度掃描，從而提高跳躍模式的成像速度。

5.2 掃描成像快速性測試

掃描實驗使用和電流過沖測試相同的探針(圖10中SEM圖像所示)。被測樣品為聚二甲基硅氧烷(PDMS)樣品，表面制備有圓形微觀形貌，SEM圖像如圖10中右圖所示。對樣品的不同區(qū)域分別進行多次形貌掃描，成像在相同的跳躍幅度下進行。其中，使用雙壓電定位平臺對樣品斜面區(qū)域的成像結(jié)果如圖11所示，探針的下探速度(va)分別設(shè)置為100，350，450 nm/ms。掃描點數(shù)為40×40點，相鄰測量點間距為1 μm。3種接近速度均能夠得到重復(fù)性較好的形貌圖像。隨著下探速度的提高，雙壓電定位平臺始終能夠獲取到斜面形貌圖像。

圖10 SICM探針與成像樣品的SEM圖像Fig.10 SEM images of SICM probe and sample

圖11 雙壓電驅(qū)動平臺配置下SICM成像結(jié)果Fig.11 SICM imaging results with dual-stage nanopositioner

圖12所示為僅使用大行程壓電定位平臺，設(shè)置接近速度(va)為70 nm/ms時，樣品的斜坡形貌圖像(40×40 點)?？梢娫趫D像斜表面有明顯的噪聲點，說明僅使用單塊大行程定位平臺，接近速度過大時探針尖端離子電流達到閾值時過沖嚴重，平臺響應(yīng)速度慢，輕則使探針碰撞到樣品，重則使探針完全斷裂，導(dǎo)致掃描失敗。此外，相比于掃描平面，掃描斜面時，探針提前進入閾值電流區(qū)，在同樣的閾值電流下，在斜面處更容易與樣品發(fā)生接觸或碰撞[20]，進而引起噪聲干擾。

圖12 僅用大行程慢速定位平臺的成像結(jié)果(70 nm/ms)Fig.12 SICM imaging with single slow-positioner (70 nm/ms)

為了進一步驗證雙壓電定位平臺的成像速率優(yōu)勢，本節(jié)采用平均像素點成像速率指標f來衡量并對比單塊大行程慢速和雙壓電定位平臺配置下的成像速率。f的定義如下：

(21)

式中：f為平均像素點的成像頻率；tk為掃描得到第k幅形貌圖像消耗的時間；M×N為圖像總像素點個數(shù)；L為每種定位平臺配置掃描得到的圖像個數(shù)。同時，通過計算形貌圖像的MSE值對比兩種平臺的成像穩(wěn)定性。對同一樣品區(qū)域進行重復(fù)掃描，探針和掃描參數(shù)(像素點間距、探針尖端起始位置、掃描區(qū)域面積)相同，對同種類樣品進行10次重復(fù)掃描成像。指標MSE定義如式(22)所示：

(22)

(23)

由于樣品的形貌特征高度已知，所以掃描時設(shè)置的跳躍幅度為8 μm，統(tǒng)計兩種方法重復(fù)測量10次的平均像素點成像頻率和圖像MSE值。兩種配置的成像結(jié)果如圖13所示?？梢姴捎脝螇K大行程定位平臺時，隨著下探速度由50 nm/ms增加到70 nm/ms，成像質(zhì)量降低，形貌圖像的表面尖峰噪聲增多。原因主要是探針在離子電流降低到閾值后，來不及迅速撤離樣品，進而引起探針與樣品接觸，電流噪聲增多。而在雙壓電定位平臺工作時，隨著探針下探速度由300 nm/ms增加到500 nm/ms，圖像表面仍然非常光滑、一致性好，說明雙壓電定位平臺能夠在離子電流降低到閾值后，迅速撤離樣品，進而減少了噪聲干擾。

圖13 單一大行程和雙壓電定位平臺的SICM成像結(jié)果

分別采用兩種不同定位平臺配置，在不同探針下探速度下統(tǒng)計成像速率和圖像噪聲(穩(wěn)定性)，結(jié)果如表3所示。

表3 兩種壓電定位平臺配置下SICM成像性能對比Tab.3 Comparison of imaging quality with different positioner configurations

由表3可知，對于單個大行程壓電定位平臺配置，隨著探針下探速度的增加(30～70 nm/ms)，成像的平均像素點成像頻率由4.65 Hz增加到9.56 Hz；圖像的MSE值增加(189.23～649.67 nm2)，平均噪聲點數(shù)同步增加，說明成像穩(wěn)定性變差。而采用雙壓電定位平臺時，隨著探針的下探速度由60 nm/ms增加到500 nm/ms，成像的平均像素點成像頻率由8.32 Hz增加到29.67 Hz；平均MSE值為160.45～250.55 nm2。

使用雙壓電定位平臺獲得圖像MSE的均值和標準差分別為198.65，37.37 nm2，而使用大行程單定位平臺獲得圖像MSE的均值和標準差分別為388.75，180.36 nm2。后者分別為前者的1.96倍和4.83倍，說明雙壓電定位平臺在提高成像速率的同時重復(fù)成像的穩(wěn)定性優(yōu)于僅使用單個大行程壓電定位平臺，從而驗證了雙壓電定位平臺高速掃描的優(yōu)勢。

6 結(jié) 論

針對傳統(tǒng)SICM跳躍模式在高速掃描時存在的探針運動過沖、成像速率慢等問題，本文提出采用雙壓電納米定位平臺的掃描方法。本文通過串聯(lián)大行程慢速和小行程快速壓電定位平臺，使掃描系統(tǒng)兼顧了Z向測量范圍和響應(yīng)快速性的要求。大小雙壓電定位平臺同時工作，使得以跳躍模式掃描時探針能夠快速提離樣品表面，解決了探針高速下探時的運動過沖問題。針對傳統(tǒng)壓電作動器輸出位移小的問題，本文采用菱形位移放大機構(gòu)實現(xiàn)位移放大，然后基于解析模型計算了平臺的靜力學性能參數(shù)，并采用有限元方法分析了雙壓電平臺的靜/動態(tài)特性。最后，加工平臺樣機并進行了接近曲線和掃描成像的測試。實驗結(jié)果表明，設(shè)計的雙壓電定位平臺在保證成像穩(wěn)定性的前提下克服了運動過沖、探針下探的速度(至少達到500 nm/ms)，有效提高了跳躍模式的成像效率。