非本征光纤法珀传感器的振动特性研究

针对光纤法珀(Fabry-Perot, FP)超声波传感器振动特性,将传感器薄板振动简化为具有集中参数的二阶振动,推导二阶振动方程的集中参数(力阻抗、等效质量、弹性系数、集中力),获得传感器共振频率、振幅灵敏度与结构参数设计关系。测试直径2.52 mm、厚度150 μm玻璃振动薄板在空气、水中的共振频率分别为205 kHz及115 kHz,水介质中共振频率振幅灵敏度约18 pm/Pa。制作的传感器可测试局放产生超声波的最小声压约1 Pa。     

小型微纳米图形电子束曝光制作系统(英文)

为了满足科学实验过程中对制作半导体器件和微纳米结构的需要,同时避免受到昂贵的工业级电子束曝光(electron beam lithography,EBL)机的条件制约,构建了一种基于普通扫描电子显微镜(scanning electron microsco-py,SEM)的桌面级小型电子束曝光系统.建立了以浮点DSP为控制核心的高速图形发生器硬件系统.利用线性计算方法实现了电子束曝光场的增益、旋转和位移的校正算法.在本曝光系统中应用了新型压电陶瓷电机驱动的精密位移台来实现纳米级定位.利用此位移台所具有的纳米定位能力,采用标记追逐法实现了电子束曝光场尺寸和形状的校准.电子束曝光实验结果表明,场拼接及套刻精度误差小于100 nm.为了测试曝光分辨率,在PMMA抗蚀剂上完成了宽度为30 nm的密集线条曝光实验.利用此系统,在负胶SU8和双层PMMA胶表面进行了曝光实验;并通过电子束拼接和套刻工艺实现了氮化物相变存储器微电极的电子束曝光工艺.     

轴瓦疲劳试验机的研制

分别从硬件和软件2部分分析了轴瓦疲劳试验机的结构,简要阐明了它的工作原理、硬件设计方案及其控制软件的各个模块。为了保证试验轴瓦能够受到正弦单脉冲载荷,试验头采用偏心轴段结构,满足了设计要求;试验机控制软件以LabVIEW为设计平台开发,能够根据不同的要求进行快捷修改,从而降低了后续试验机的开发周期和成本。     

扫描电镜用图像采集系统的设计

介绍了一种用FPGA（现场可编程门阵列）技术设计的新型图像采集系统,该系统可用于改进图像采集功能欠缺的老型号扫描电镜.设计方案采用可编程芯片FP-GA对系统进行逻辑控制,编写不同的程序即可广泛应用于其他图像的采集.选用TI公司的ADSl606作为模数转换的核心芯片,介绍了ADSl606的输入驱动电路、参考源电路以及为其设计的仪表放大调整电路,并给出了FPGA的控制工作流程和用Verilog HDL（硬件描述语言）编写的部分程序.同时,还对电路设计的注意事项做了详细的说明.     

惯性冲击式压电微电机的研究

惯性冲击式压电微电机是近年来出现的一种新型驱动装置。阐述了微电机的工作原理和运动过程,提出了几种机械结构的设计方法并进行了对比,对微电机模型进行了动力学分析,设计了相关的驱动电源并进行了实验。经验证,设计的微电机工作性能稳定,最大运动速度为150μm/s。     

基于canny算子的新型盲用图形生成技术

随着信息技术的发展,盲用图形对于盲人而言,变得越来越重要。新型盲文打印机作为盲文印刷的新型工具,它克服了传统盲文印刷的许多缺点,但是,目前该盲文打印机还不具备打印盲文图形的功能,为了完善新型盲文打印机,本文针对待打印的盲文图像的特点,采用循环迭代的方式,选择不同阈值的Canny算子对待打印图像进行边缘提取,并对所得到的一系列的边缘图像进行迭代计算,从而实现了待打印图像边缘特征的精确提取。待打印图像的边缘信息最终被转化为新型盲文打印机的控制信息控制新型盲文打印机完成打印,生成盲用图形,从而实现了新型盲文打印机图形打印功能。目前,该方法已经在新型盲文打印机试验,成功的实现了待打印图像在A4纸张上的清晰完整的打印。     

基于SEM纳米级电子束曝光机的快速束闸设计

基于扫描电镜(SEM)的纳米级电子束曝光系统能够以较低成本满足科研单位对纳米加工设备的需求。在电子束曝光系统中,需要快速束闸控制电子束通断以实现纳米图像的多场曝光。从安装位置、机械结构和驱动器等方面讨论快速束闸的设计。     

陶瓷覆铜基板表面形貌对超声可键合性的影响

陶瓷覆铜基板在大功率电力电子器件封装模块中有着重要的应用,作为传统模块电气互连的重要组成部分,其通过超声键合技术将键合引线与其相连实现电气互连,因此,陶瓷覆铜基板的可键合性直接决定了模块生产的可靠性和成品率。以前的研究主要集中在键合参数(键合功率、键合压力、键合时间)对键合性能的影响,本文则从陶瓷覆铜基板表面形貌几何形态的角度出发,研究了其对陶瓷覆铜基板与粗铝线超声可键合性的影响。通过实验分析发现,基板表面形貌的几何特性对可键合性能有着重要的影响,一方面,表面轮廓的微观不平度的平均间距Sm(空间频率特性)影响超声可键合性。平均间距Sm越小,表面纹理越细密,其可键合区域大,键合成功率较高;反之,Sm参数太大,则会削弱基板的可键合性。另一方面,表面粗糙度Ra影响键合强度的稳定性,在键合成功的前提下,表面粗糙度越小,其键合强度的离散性越小。并利用频谱分析方法及摩擦学的理论对产生这种现象的原因进行了理论分析解释。     

SEM自动聚焦系统设计

扫描电子显微镜（SEM）是用于观测微观世界的工具。扫描图像系统的聚焦好坏直接影响了观测的结果。反复的人为操作不仅使操作者疲惫,更会带来主观的误差。本系统依靠FEI公司提供的接口函数（API）采集样品的图像,利用DCT变换对图像进行频域性质分析,设计出图像清晰度评价函数,并且使用爬山算法搜索出最佳聚焦物镜电流,成功设计出高精度、鲁棒性高的自动调焦软件,实现了调焦的自动化。     

基于快速原子力显微镜的正弦驱动信号设计

随着人们对微观世界的探知需求,原子力显微镜（AFM）的扫描速度与扫描范围愈发限制其在纳米级领域的应用。各种提高AFM扫描速度的手段应运而生。通过分析扫描速度过快对图像的影响以及对正弦驱动可行性的考察,利用Filed Programmable Gate Array（FPGA）为核心,结合基于PCI04控制系统的AFM的快速扫描的特点,设计正弦波驱动信号。设计中采用查表的方式以及嵌入式nios Ⅱ处理器,实现正弦信号的输出与串口通讯。从而将AFM扫描探针的驱动信号由传统的三角波变为正弦波以提高其扫描速度。