深紫外CMOS图像传感器测试匀光系统设计

匀光系统的均匀性是实现深紫外CMOS图像传感器参数测试的关键。根据傅里叶光学理论,结合ArF准分子激光输出光斑特点,设计了复眼阵列匀光系统的初始结构,并在ZEMAX非序列模式下建立了匀光系统模型。针对ZEMAX光源中光线采样随机性的特点及匀光系统均匀性的要求,对追迹光线数目及复眼阵列中透镜元个数进行了优化。在透镜元大小为1mm、采用1亿根光线并做30次平均后,在12mm×12mm光斑范围内获得了均匀性为0.986的均匀照明光斑,满足CMOS图像传感器测试对光斑均匀性优于0.97的要求。     

亚波长金属单狭缝填充金属条的聚焦特性研究

在亚波长金属单狭缝聚焦结构的基础上,提出了一种易于集成加工的亚波长金属单狭缝填充金属条的超分辨率聚焦结构。采用时域有限差分法(FDTD)对该结构的聚焦特性进行了仿真分析。通过分析研究聚焦结构参数对聚焦效果的影响,获得了超衍射极限的聚焦光斑,该聚焦光斑的归一化光强I为4.5、焦半径(FWHM)为300 nm(小于λ/2,λ=632.8 nm)。对于±10 nm的尺寸与定位误差对结构的聚焦特性影响甚微。该模型聚焦结构的横向尺寸仅为2.0μm,适用于纳米光子学、集成光子电路等领域,具有较高的应用价值。     

TSU 2-m望远镜叉架的模态优化设计

这里以美国田纳西州立大学自行设计和制造的TSU 2-m望远镜的叉架部分作为研究对象，根据原始设计中提到的模态分析，应用模态分析和优化设计的方法，以提高叉架部分的一阶共振频率为优化目标，以叉架部分的结构参数为设计变量，约束条件为叉架的总重量保持不变。经过有限元软件的优化模块计算，得到了一组更合理的结构参数组合，使得叉架的一阶共振频率提高了15％，更不易发生共振。     

照明物镜数值孔径对微孔衍射波前质量影响分析

通过微孔衍射产生高质量的球面波是进行夏克-哈特曼波前传感器(SHWS)高精度标定的关键。采用时域有限差分(FDTD)法,进行了193 nm准分子激光照明下有限厚度有限电导率微孔的衍射仿真计算,分析了照明物镜数值孔径(NA)对微孔衍射波前质量的影响,确定了满足SHWS高精度标定所需微孔直径和照明物镜NA的大小。分析计算得出,采用直径为200 nm的微孔及NA为0.6~0.75的照明物镜时,衍射波前均方根(RMS)偏差为3.50×10-3λ,强度均匀性为0.10,微孔透射率约为0.15,满足SHWS进行纳米精度波像差检测对参考球面波质量的要求。     

光谱共焦位移传感器线性色散物镜设计

根据光谱共焦位移传感器的工作原理及线性轴向色散条件,选择3种色散物镜用玻璃材料N-KZFS11、N-SF66和N-PK52A,并结合像差理论设计了由3个单透镜和2个双胶合透镜组合成的线性色散物镜初始结构。利用Zemax光学设计软件对色散物镜的初始结构进行优化和公差分析。结果表明:在450～650 nm波长范围内,各波长弥散斑均远小于艾里斑,色散物镜测量范围可达1.05 mm,轴向色散与波长之间的线性判定系数R~2达0.997,理论分辨率可达105 nm。     

基于SiC基光电传感器的局部放电探测系统设计

针对高压电力设备局部放电的监测需求,结合放电光谱的紫外波段分布特征,提出一种基于SiC基光电传感器的放电监测方法,并进行了系统设计,重点给出模拟电路模块、以FPGA为核心的数字电路模块和识别定位软件的设计思路和方法。通过实验测试,验证了基于SiC基的放电探测系统能够实现对局部放电现象的准确探测和放电方位的识别。克服了以往监测设备体积大、易受干扰、成本高,只能判断有无,很难判断方位的问题,为电力系统局部放电监测提供了新的技术手段。     

基于半导体制冷的某型发射箱温控系统设计

阐述了发射箱温控系统设计中保温层厚度、冷热负荷、制冷制热量和相应电源功率的计算步骤,提出了一种基于工况和查表的半导体制冷量快速估算方法。给出了系统软硬件设计,运用单向温度控制、温度偏差梯度控制和PID控制等方法,探讨了适用于多传感器和多热泵交错阵列式分布调温系统的控制策略。测试表明系统在控制精度、温度均布性、能耗效率和自动化程度等方面优于已有装备,对延长待机时间和优化箱体内环境控制有积极意义。