激光直写系统焦斑整形的研究

针对激光直写光刻系统设计整形衍射光学元件(DOE),对写入焦斑的整形进行了研究。提出对不同焦距写入物镜下的焦斑,利用同一个DOE加以整形的方法。模拟表明:整形后焦斑的面形和边缘显著改善,衍射效率高于实用指标,提供一种改善系统分辨能力的有效途径。     

应用于激光直写设备的转台自动测控系统

极坐标激光直写法是制作二元光学器件较有前途的方法,它对直写设备中的转台测控系统提出了许多特殊要求。本文介绍了一种满足这些要求的新型转台测控系统,它在工作过程中相当于上位机与转台之是的有外围接口。系统以ＭＣＳ－５１微处理机为核心,采用ＩＥＥＥ－４８８协议实现与上位机的通讯;能够根据上位机的要求,综合运用比例积分与测速微分反馈原理控制转台转速,以硬件为核心构成的模块,实现了曝光圈数控制及高精度测速。     

干涉型激光直写制作光学可变图像的优化方法

分析了用干涉型激光直写技术制作光学可变图像的优点，为达到最佳图像质量和最短运行时间，针对不同类型的图像提出光刻轨迹按光栅取向连续曝光和控制光电开关的通断不连续曝光的两种优化运行式，并给出了实验比较结果。     

凹球面激光直写系统电控误差分析

高精度激光直写技术是光、机、电综合运用的前沿技术,广泛应用于精密仪器、设备等高新技术领域.而减小电控误差是凹球面激光直写技术的难点.介绍了凹球面自动调焦激光直写系统原理,分析了步进电机驱动的凹球面激光直写系统的电控误差,步进电机的步距误差,动态误差以及传动间隙空走误差等.同时给出了理论公式,并结合实例进行了精度对比分析;针对各个误差源,提出了提高步距角精度、避开共振频率、补偿空走误差等减小误差的方法.最后给出了激光直写纬线程序流程图.     

基于PZT微驱动的激光直写自动调焦系统动态特性分析

为提高激光直写调焦系统的稳定性和响应速度,从弹性力学角度出发,对调焦执行机构微动台进行了力和位移关系的建模,并全面分析了其动态响应特性,动态特性分析为P ID调节提供了理论依据。在P ID校正中着重加强微分超前调节作用,缓解了系统相位滞后的问题,从而使系统得到较好的稳定度和响应速度。通过激光直写试验验证调焦系统的调焦精度为0.2μm。     

激光直写设备调焦伺服控制系统的研究

精密调焦伺服控制技术属于激光直写设备中的关键技术之一.简要介绍了二元光学激光直写设备的工作原理,分析了调焦伺服实现的方法,重点分析了由电机与压电陶瓷构成的大范围二级调焦伺服系统的工作原理.提出了采用两点探焦法解决刻划时焦点的跳动问题,采用归一化处理消除光强波动对调焦精度的影响.最后,给出经过这些方法改进后的调焦特性曲线.     

工作台各速度段激光直写二元图案

为了进一步提高直角坐标激光的直写效率,提出了一种扫描工作台各速度段进行激光直写二元图案的方法。该方法用扫描工作台的位置反馈脉冲同步触发激光束曝光光刻胶,实现像素点的理想位置曝光;而且依据扫描工作台的运动特性和匀速直写时各像素点获得的曝光量情况,对处于扫描工作台加、减速度段的像素点的曝光强度进行调制,保证需要曝光的像素点对应的每一个位移分辨力距离上所获的曝光量与扫描工作台匀速运动时相同,从而保证扫描工作台速度连续变化的情况下激光直写能获得预期的曝光效果。仿真实验表明:以5mm×5mm曝光图案为例,该方法所需的直写时间是传统只在匀速段直写的77.77%;同时配备的声光调制器由16位降为12位时,扫描工作台整个加速段直写产生的曝光量相对误差由0.4%上升为10%。     

硅的准分子激光直写刻蚀微细加工特性研究

针对微机械三维结构对准分子激光直写微细加工的要求,在试验研究基础上,讨论了硅已加工表面形貌、加工热与热影响区等特性,得出了加工脉冲数、能量与刻蚀深度间的相互关系.     

激光直写制造石墨烯基柔性电子器件的研究进展

柔性电子器件相对于传统电子器件,拥有独特的柔性和延展性,能够在一定程度上适应不同的工作环境,满足设备的形变需求.石墨烯是开发柔性电子器件的理想材料.然而,传统的石墨烯加工技术大多涉及高温和化学溶剂,存在着成本高,工艺线路复杂和环境污染等问题,并不适合未来产业发展.激光直写(Laser direct writing,LD...     

红外相机光轴标定研究

随着红外技术的不断发展,红外成像定位系统在现代工程测量中的应用越来越广泛。大部分测量系统一般都会选取红外相机的光轴作为系统的参照基准,因此红外相机的光轴标定的准确性将直接决定整套测量系统的准确度等级。激光跟踪仪是空间尺寸测量的一种常用仪器,它可以建立笛卡尔三维坐标系将空间任意点以坐标点形式表示出来,通过坐标点确定系统中点、线、面之间的几何位置关系。利用三靶球位置坐标原理将红外相机的光轴等虚拟参数以空间坐标点的方式标示出来,为后续试验人员的校准定位工作提供一定的技术依据和参考。     

光纤Bragg光栅阵列的光时域反射探测技术研究

本文研究了采用光时域反射技术对串联光栅阵列的反射功率进行探测的新方法。在实验研究的基础上,对高反射率光栅在光时域反射测试系统中的“假峰”和“谐振峰”现象的产生根源进行了分析,并提出了适合于光时域反射测试系统的光栅反射率的具体要求。此外对光时域反射测试技术的空间分辨率、复用数量进行了分析,给出了综合考虑多种因素的光栅传感阵列的布置方案。光时域反射探测技术是一种新颖的光栅阵列测试技术,与传统的波长测试系统相比,可从时分复用角度大大增加复用数量。     

Binary Laser Direct Writing System and Its Applications

A new laser direct writing system is introduced and the potential application of the diffractive optical elements (DOE‘ s) fabricated by applying laser direct writing system are presented. The fabrication techniques by applying the laser direct writing are developed. Experimental results have been obtained by applying laser direct writing machine with line width of 5μm and 10μm.     

光栅成像光谱仪同心光学系统研究

详细讨论了光栅同心光谱仪的波像差表达式。当入射光束与出射光束平行时,单色同心光学系统空间任一点成几何理想像。揭示了光栅同心光谱仪满足远心条件时,光瞳像差仅有三级球差和场曲及高级剩余像差,系统需要校正场曲和球差。光栅必须放在前后光学部分的焦平面上,满足远心条件。最佳光栅刻线是等间隔平行线。介绍了两种典型同心光学系统的结构和特性。     

光纤光栅压力传感器的研究进展与趋势

由于在灵敏度、绝缘性、抗腐蚀和分布式测量等方面具有优势,光纤光栅压力传感器在能源化工、航空航天和土木工程等领域中逐渐地受到人们关注,并成为研究热点。通过综述近年来迅速发展的光纤光栅压力传感器的研究进展,介绍了利用光纤布拉格光栅(FBG)轴向应变构建压力传感器的工作原理、结构和特点,并按照光纤光栅安装方式对此类压力传感器进行了分类,同时概述了光纤光栅横向压力传感的实验研究,并对光纤光栅压力传感器的发展趋势进行了述评。     

基于光纤光栅技术的大型钢结构安装监测系统

介绍了大型钢结构应力温度监测系统的组成结构,详细研究分析了光纤光栅传感技术在钢结构监测中的应用原理及方法,设计开发了一套基于多线程模式的上位机软件.该系统克服了传统传感技术的诸多缺陷,具有精度高、抗干扰性强、实时性好、应用方便等优点,并已成功应用于北京五棵松体育馆屋顶钢结构安装过程监测,达到了预定目标.     

基于磁杆直线电机的光学延迟线研究

在太赫兹时域波谱系统中,通过光学延迟线的时间延迟实现对太赫兹时域信号的采集,而传统的光学延迟线存在扫描速度慢、光学延迟分辨率低等问题。为此,提出了一种采用磁杆直线电机作为驱动和传动一体装置,并加入光栅测量系统的光学延迟线改进方案。测试结果表明,该方案可实现长距离内高速、精准往复运动,同时提供高达512 ps的延时范围和0.033 fs(位置定位精度0.01μm)的光学延迟分辨率,显著提高了太赫兹时域波形振幅的稳定性。     

飞轮组件微振动对高分辨率光学卫星光轴的影响

为了研究高分辨率光学卫星星上飞轮的微振动对卫星成像质量的影响,分别建立了飞轮扰动模型和整星结构动力学模型。首先,对飞轮组件系统进行了地面扰动测试,对实测扰动数据的分析表明,飞轮组件在与转速相关的一阶频率50Hz处产生一次谐波,在190Hz与280Hz左右存在与转速无关的一系列峰值。然后,对整星进行了单位正弦激励,获得了光轴角位移响应,并对其与飞轮实测扰动数据进行了集成分析。分析结果表明:整星在50~80 Hz和230~280Hz的角位移响应有较多的谐振响应频率成分,沿光轴方向和垂直光轴方向整星光轴的角位移最大谐振响应幅值分别为2.718″、2.739″,在245Hz左右存在较多幅值为0.5″量级的谐波。分析显示飞轮组件微振动对高分辨率光学卫星成像质量影响较大,得到的结果可为整星系统的优化设计和隔振补偿措施提供参考依据。     

基于PSD的转轴测量系统研究

研制了一种基于PSD的激光三角法非接触式光电转轴测量系统。阐述了系统的工作原理和结构设计,进行了转速和偏心度的测量实验。结果表明,该系统能够在测量转速的同时,准确地得到转子的偏心度,理论分辨力可达14μm,测量相对误差均不大于5%。该系统具有结构简单、精度高、可靠性好等优点,可实现在线实时测量。     

透镜中心偏测量中一种光轴拟合的新方法

光学中心偏测量对光学系统的检验和装校起着重要的作用,光轴拟合则是对中心偏测量数据的优化过程。提出了一种光轴拟合的新方法。该方法具有一些特点：原理上更科学,符合光学测量的实际;数学模型简单,易于编程实现;可以响应一些特殊的测量要求。该方法已经用于对多组实测数据进行优化,达到了预期的优化效果。