激光驱动的微泵

随着微机械技术的灵活运用,现在积极进行着可以将极微量液体高精度输液的微泵的研究开发。在过去,微量泵作为医疗用,是用来连续注入胰岛素、镇痛剂等。另外,通过阀门、流体通路等同时被微小化,可以期待检查、分析血液、药品类等仪器的市场将扩大。但是在流体器件,尤其是液体处理器件的微型化中,流体管路的阻力大大影响泵的性能。另外,还有伴随小型化的驱动能量方法等课题。本文介绍激光作驱动能量的微泵。     

激光驱动飞片微塑性温成形实验研究

提出了一种激光驱动飞片微塑性温成形方法,采用波长1064nm的Yd:YAG激光器进行了温成形实验,对T2紫铜成形件三维形貌进行观测,分析了温度(25℃,100℃,150℃,200℃)与激光能量(1020,1380,1690,1900mJ)对成形深度的影响;使用纳米压痕仪研究了成形件成形区域硬度变化规律,并对成形机理进行了初步分析。结果表明,激光驱动飞片微塑性温成形方法可以获得较好的综合性能:不仅可以提高紫铜温成形能力,而且可以适当增强冲击区域硬度。分析认为,激光驱动飞片微塑性温成形是激光驱动飞片冲击强化机制与温度软化机制相互竞争的结果。     

激光冲击波驱动的新型微泵数值模拟

针对传统微泵结构复杂、制备困难等不足,提出了一种新型的基于激光冲击波力学效应的微泵驱动方法,使用该方法设计的微泵结构简单、易于制造、成本低,有利于微型化及与微机电系统(MEMS)集成。通过研究激光冲击波的力学模型,设计了无阀型微泵,并计算出其耦合模态。验证了该驱动方法的可行性;通过流固耦合仿真研究了激光的频率、占空比、功率密度、光斑直径等参数对微泵流量的影响,并进一步分析了流量的稳定性。研究结果表明,功率密度和光斑直径是影响流量的主要因素,占空比为0.6时微泵流量最大,微泵稳定工作后各脉冲流量相差不超过5%。     

微机械臂激光驱动机理分析

对一种激光驱动的微臂机构的运动机理进行分析。该微机械臂的典型长度在亚毫米量级,宽度和厚度在数微米量级。微臂同一个半导体激光器单片集成或混合集成成为一个整体。当激光器输出光脉冲时,微臂将发生振动。文中采用一端固定、一端自由运动的长方形悬臂的力学模型,分析比较了激光的光压作用和激光的热效应两种机理。根据推导出的公式估算,得出了在现有条件下激光驱动的基本机理是光的热效应的结论。对这种微臂的运动特性作了初步的讨论。     

用激光驱动飞机

在美国宇航局马歇尔飞行中心一个安静的飞机库里，一架遥控飞机正在距离地面18m的空中缓慢地盘旋飞行。该飞机的机翼约1．3m，机身重约312g（11盎司），最高时速约5km（8英里）。     

细菌驱动微转子马达

日本国家高级工业科学与技术研究所的一个研究组正在利用快速移动的细菌来驱动微转子马达，这是第一个在无机材料中加进了细菌的微机械器件。这种生物分子马达能比传统的马达更有效的将化学能转化为机械能，还能在大型结构中发挥自修复和自组织的潜能，有望用在微型机器人和微小电子系统中。     

微机械结构的微静电驱动

本文讨论了微机械结构的微静电驱动技术的基本原理，同时结合硅微机械结构和材料特性，给出微静电驱动实现的考虑。     

激光驱动飞片加载下基体/薄膜层裂微成形研究

为了满足微成形技术产业化的需求,讨论了一种新的微成形方法—激光驱动飞片加载基体/金属薄膜层裂微成形技术,结合激光辐照效应及波的反射规律阐述了层裂微成形原理;优化了基体/金属薄膜层裂工艺,并且根据能量守恒原理,估算了层裂片的应变率和激光诱导冲击波的峰值压力。结果表明,随着脉冲能量的逐渐增大,工件层裂现象不断明显,直到金属薄膜上最后出现与模板微结构相同的特征结构,但基体始终保持完好,未出现裂纹或变形。通过激光驱动飞片加载基体/金属薄膜实现层裂微成形是可行的。     

微型泵的驱动技术

本文通过对近几年来各类微型泵研究的比较,从微型泵设计的关键技术－驱动方式的角度进行考虑,着重以压电致动泵,热气致动泵,电磁致动泵和记忆合金振膜泵等微型泵进行讨论。     

脉冲式激光引信用连续可调LD驱动电路的研究

为了满足引信用脉冲式半导体激光器驱动电路的脉冲宽度可调、频率可调、功率可调的需要,根据LD驱动电路的工作原理,建立LD驱动电路的一般模型,并进行了仿真分析。采用电子多频振荡器来提供驱动信号,用双MOS驱动器来驱动半导体激光器,通过大量的实验、仿真、分析、比较,设计出了方便可调的大功率LD的驱动电路。结果表明,该驱动电路完全能满足激光近炸引信对脉宽、频率和功率的需要。     

激光光热控制触点开关式微驱动机构及实验研究

提出了一种新型的激光光热控制触点开关式微驱动机构;对于驱动性能受到形状参数的影响进行了理论分析;采用KrF准分子激光器制备了两种不同长度的微驱动机构;自行搭建的激光光热控制实验系统,采用655nm红色激光作为驱动源,利用该实验系统进行了比较驱动实验,实验结果表明:触点偏转量随着驱动器臂长的增大而增大,同时对于相同长度的微驱动机构,触点偏转量随着驱动激光功率的增大而增大.该新型微驱动机构结构简单,制备快捷,可以采用激光对其实现远距离、非接触控制,集成度高.     

激光驱动飞片加载金属箔板成形实验研究

提出了一种新的微成形方法--激光驱动飞片加载金属箔板微成形技术,结合飞片速度模型和加载压力模型阐述了成形机理,利用10μm厚的铝箔进行了初步成形实验.在体式显微镜下观察成形后的铝箔表面光滑,并且与模具的贴合程度较高,表现出很好的成形精度.考察了激光能量对铝箔成形深度的影响.通过表面轮廓形貌测量仪检测发现,成形深度受激光能量的影响比较大.在光斑直径为1 mm,单脉冲激光能量为25～40 mJ时,铝箔成形深度随激光能量基本呈线性关系增加,单脉冲激光能量在45～50 mJ时,铝箔由于破裂成形深度大幅增加.     

微光学电子机械系统中的微型反射镜阵列的应用前景

综述利用微加工技术制作微型反射镜阵列；简要叙述其发展历程，着重阐述其主要功能和优点。分类分析微镜阵列的基本工作方式和主要应用领域及其发展方向，并对应用前景进行分析。     

直接驱动激光聚变反应堆的设计和主要问题

介绍了直接辐照内爆氘氚燃料球激光聚变反应堆的基本设计。反应堆由激光二极管固体激光器驱动，４ＭＪ驱动能量产生的最大增益达１５０。驱动器运转重复率为１２ＨＺ。设计的反应堆由一个激光系统驱动器四个反应堆室，每个反应室以３ＨＺ重复率运转。第一壁由编织陶瓷纤维管导流流液态锂铅流构成，其作用是保护结构壁和增殖氚。以高效率、高重复率激光二极管泵浦固体激光器设计作为反应堆驱动器。     

微流体系统驱动技术的研究进展

微流体驱动大致可以分为两类:一类是从宏观流体驱动移植过来的驱动方式;另一类是根据微尺度下流体特性设计的驱动方式。对两类不同的驱动方式进行了介绍与比较,前者原理成熟,基本都符合经典流体理论,在亚微米以上级微流体流道尺寸中的应用较广;相比之下,后者设计原理新颖,常用于微米甚至纳米级的微流体系统中,具有更好的发展前景。     

使用激光光源的微型投影机

本文介绍使用激光为光源的微型投影机的工作原理,性能及优缺点。     

激光驱动复合飞片加载金属箔板的成形能力

激光驱动飞片加载金属箔板成形技术是一种新型微成形技术,其飞片的结构和性能是影响该技术成形能力和质量的主要因素之一。通过Spitlight 2000Nd:YAG激光器探究了复合飞片(主要由黑漆吸收层、聚酰亚胺隔热层和铝飞片组成)对激光驱动飞片加载金属箔板成形性能的影响。实验结果表明复合飞片能够增大工件的最大成形深度,同时工件形貌中心与模具中心的对中性更好,证明复合飞片在成形过程中对冲击波具有增压和均压作用,能够提高该技术的成形能力和质量。讨论了复合飞片提高成形能力和质量的原因,同时探究了激光能量和聚酰亚胺薄膜厚度对成形性能的影响。     

形状记忆合金/硅复合膜驱动的微泵

形状记忆合金／硅复合膜驱动的微泵由一个可形变腔体和两个单向硅薄片阀组成，微驱动膜利用ＮｉＴｉ形状记忆合金薄膜相变时具有大的可回复应力和Ｓｉ衬底膜的反偏置力，产生双向往复振动，采用图形化的ＮｉＴｉ薄膜作为热诱发相变的加热电阻，有效地提高了动态响应频率。同时降低了驱动功率。通过驱动结构的优化设计。增加了驱动位移和工作寿命。微泵采用Ｓｉ表面和立体微加工工艺、金－硅共晶键合等技术制备，它的外形尺寸为６ｍｍ