采用激光制备毛细管电泳芯片微结构的研究

提出了一种采用248 nm准分子激光直写微加工系统制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基毛细管电泳芯片的新方法.主要对毛细管电泳芯片的样品池和微通道进行了实验研究.在19 kV,20 Hz,500个脉冲条件下,厚度为1.5 mm PMMA表面获得直径为1 mm、锥度为4.7 °的池;对宽度均为100 μm,深度不同的微通道底面进行了键合前后比较.最后在键合后宽度为100 μm、深度为30 μm的芯片上成功地完成了进样实验.     

自聚焦变栅距光栅设计、制作及特性研究

利用变栅距光栅的衍射光束自聚焦特性,设计和制作了变栅距透射光栅,并对其自聚焦特性进行了研究.采用变栅距光栅的自动生成宏文件程序,优化设计了变栅距光栅的栅距变化.采用光栅扫描电子束光刻的方法制作了中心线数为300 1/mm、适用于355 mm波长的自聚焦变栅距变狭缝光栅.使用三倍频Nd:YAG激光器,研究了制作的变栅距光栅的聚焦特性,并与对氦氖激光的聚焦特性进行了比较.结果表明,主动式设计的变栅距变狭缝自聚焦光栅可以大幅提高衍射光强度和分辨本领,具有重要的应用价值.     

新型无阀微泵扩张微流道中流体动力学特性的仿真分析

对新型收缩/扩张型无阀微泵泵腔结构中扩张微流道内流体的流动特性进行CFD仿真分析,得到扩张角度、雷诺数（Re）等参数对微流道中流体阻力损失系数的影响。仿真结果显示,对于任一确定的扩张角度和雷诺数,都对应一个最小阻力损失系数,但对于不同的扩张角度,阻力损失系数随雷诺数的不同呈明显的非线性依赖特征;扩张角度较小时,阻力损失系数随雷诺数的增大而减小,而当扩张角度较大时,阻力损失系数随雷诺数的增大而增大。     

扰动下单模光纤中传输光的压缩

本文从光在单模光纤中传播时所满足的非线性薛定格方程出发,通过线性化处理,计算出存在非线性色散和随时间变化的三阶非线性这两种重要的扰动效应时传输光的压缩谱。通过数值计算,讨论了扰动效应对光纤中压缩光的影响。     

提高准分子激光打孔质量的方法研究

为了提高准分子激光打孔质量,分析了影响现行加工系统打孔质量的因素,在此基础上提出利用钻孔法改进打孔效果的解决方案。根据此方案设计了加工光路,进行了微孔加工实验。实验结果表明,采用248nm准分子激光加工有机材料聚甲基丙烯酸甲酯,微孔形状规则,孔径锥度可减小至0.055。该加工系统和方法提高了微孔加工的速度和质量,在微加工领域具有很好的实际应用价值。     

无阀微泵泵腔中流体流动的有限元模拟与分析

采用有限元仿真软件ANSYS/FLOTRAN对收缩/扩张型无阀微泵泵腔中流体流动的全过程进行了数值模拟和仿真分析,得到了流体在整个泵腔中的流场构形和流动特性。结果表明,泵腔结构单元的弯道效应与出/入口处流体速度分布的非线性混合将导致腔中的局域涡流现象。通过对3个简单模型的模拟计算,证明了缓冲腔的不同结构对无阀微泵的整流效率有较大影响,是泵腔结构参数优化设计不可忽视的重要环节。     

Nd:YAG连续激光烧蚀碳纤维复合材料的过程观测

通过Nd:YAG激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料过程的高速摄像观测,得到了不同辐照功率密度下烧蚀过程中的主要现象.发现在低功率密度(50 W/cm2)下,主要是表面烧蚀机制,不会发生燃烧现象,在长时间辐照下,由于表层附近出现轻微的聚合物焦化分解,表面层出现粉末状和漂絮状的碳粉缓缓弥散空气中;在中等功率密度(300 W/cm2)下,体烧蚀机制占主要地位,内层分解气体喷出,在空气中点燃引起表面燃烧,主要燃烧表面聚合物;在高功率密度(4500 W/cm2)下是以表面烧蚀为主的质量迁移机制,在极短的时间(0.001 s)内表面层被破坏,瞬间燃烧,光斑中心出现喷射式的气化等离子体现象,并出现逐层烧蚀和各向异性热传导引起的烧蚀区形貌变形等现象.     

二能级原子SU(2)压缩的混态临界性质

本文研究初始纯态演化的二能级原子SU(2)压缩的混态临界行为。通过建立赝自旋单位球模型引入混态概念,求出了SU(2)压缩的混态临界值。对于受驱动阻尼二能级原子系统,借助于数值计算较详细地讨论了偏调和阻尼参数对SU(2)压缩的混态临界值、混态压缩的“寿命”以及压缩的最大量值的影响。     

采用三向光纤照明成像的三维微结构观测系统

为弥补普通光学显微镜照明系统的不足,针对一般三维微结构的显微成像,提出并设计了一个可实现实时调节的三向光纤照明成像观测系统.系统采用计算机、D/A卡、驱动电路等硬件以及自主研制的控制软件,实现对任一光源的光强进行稳定连续的实时调节.通过自主设计的机械结构将光源、光纤、耦合头以及显微镜连接为一整体,实现光束入射方向、入射角和入射距离的任意调节.与通常的底部透射光照明系统进行实验比较,成像质量显著提高,不仅可以清晰观察目标对像的表面结构,还能得到立体感强的三维图像.针对面阵CCD显微测量系统的标定和标定误差问题,提出了螺旋微缝标定法.将螺旋测微计两铁钻形成的微缝作为标定的样本,配以适当的观测手段和计算方法,有效地消除或减小了各种误差,提高了系统的标定精度.通过系统标定和测量比较,系统的标定精度达到±0.0015μm,测量精度达到±1μm.实验结果表明,螺旋微缝标定法可以基本满足CCD测量系统标定的要求.