原子力显微镜微悬臂梁品质因数的数字调控技术的研究

为了提高轻敲模式原子力显微镜的微悬臂梁的低品质因数，在分析品质因数调控技术原理的基础上，设计了基于DSP的品质因数数字调控系统。该系统结构简单，操作方便，智能性和实时性好，能够比较精确地调控微悬臂梁振动的品质因数。通过对比液体中微悬臂梁振动的频谱以及蛋白质分子的成像实验证明，该数字调控电路能够提高微悬臂梁的力灵敏度，非常适合用于对软样品的检测。     

基于轻敲模式AFM的纳米振动表征方法

针对纳米振动测量方法中存在的间接性、低分辨率、低带宽等局限性,建立了原子力显微镜(AFM)的轻敲模式下探针与振动样品间相互作用的振动系统模型,采用Runge-Kutta数值积分方法分析了AFM测振技术的可行性和工作带宽.使用静电激励的双端固支纳米梁作为测试结构,采用AFM轻敲模式测试了样品的幅频响应特性.同时采用显微激光多普勒测振系统进行了比对测试,测量结果与AFM轻敲力曲线模式的测量结果相符,也表现出AFM轻敲模式的测量误差具有与测试样品相关的频率特性.     

显微干涉技术在MEMS动态测试系统中的应用

系统采用了显微干涉技术,利用Mirau显微干涉仪配合频闪照明系统实现了对MEMS器件动态特性的测量,测量过程采用了光学干涉的非接触方法,因此不会对器件产生损坏.系统采用了改进的相移算法,抑制了相移器误差以及探测器带来的非线性误差,提高了测量精度.利用本系统测量了微结构上多点处的振幅,得到了被测结构的谐振频率.     

飞秒激光在材料微加工中的应用

本文介绍了飞秒激光的特性以及超短脉冲激光与材料相互作用的机理，并着重指出了其与长脉冲激光的区别。飞秒激光可产生超高光强、具有精确的损伤阈值(并且损伤阈值较低较低)、很小的热影响区、几乎可精密加工所有种类材料，并且，加工精度极高，可进行亚微米尺寸的精密加工。通过分析飞秒激光材料微加工的特性，综述超短脉冲激光材料微加工的应用研究现状。     

激光双脉冲DSPI系统性能分析Ⅰ:误差及控制

分析研究了动态散斑相关条纹图的数字化、量化、空间相移误差及散斑随机噪声等因素对双脉冲激光数字散斑干涉系统位相重建精度的影响,并提出了控制测量误差的方法。     

脉冲激光MEMS加工技术

阐述了脉冲激光微加工技术及其在微机电系统(MEMS)加工中的应用.脉冲激光微加工技术能够制作出三维微型结构并具有微米/亚微米加工精度,且适用于多种材料,与传统的微细加工技术如光刻、刻蚀、体硅和面硅加工技术等相比具有其独到之处.进一步阐述了基于激光烧蚀的脉冲激光直接微加工技术、激光-LIGA技术、激光辅助沉积与刻蚀技术以及MEMS的激光辅助操控及装配技术.     

全尺寸井下采油工具综合参数检测与试验系统

在采油生产过程中,由于井下环境复杂,采油工具容易损坏,因而需要有效的检测手段.介绍了全尺寸采油工具综合参数检测与试验系统的结构、功能及主要性能指标.该系统在模拟现场工况的基础上,在室内就可以进行各种采油工具及工艺的检验与试验研究,具有全尺寸、高指标、多功能等特点,可以实现包括组合工具在内的多种采油工具的检测和包括组合参数在内的多种采油工艺参数的试验研究.该系统已成功地应用于大庆油田.     

基于微悬臂梁高次谐波的微小质量检测技术研究

针对微悬臂梁动态检测方式无法应用于液体环境,提出了一种利用微悬臂梁的高次谐振进行微小质量检测的方法.对于相同的被测量质量变化量,微悬臂梁的谐振级次越高,其频率偏移就越大,从而达到较高的灵敏度.以表面修饰了三乙基氢硫基十二基铵层(敏感层)的微悬臂梁为传感元件,以CrO 2- 4为被测物,在原子力显微镜(AFM)上检测了敏感层吸附CrO 2- 4 前后微悬臂梁的5次、6次、7次和8次谐振频率的变化.结果证明,谐振级次越高,灵敏度越高,在8次谐振时的检测灵敏度能够达到2.50 Hz/pg.     

横向负载下三维微触觉传感器的力学模型

提出了一种用于微结构几何量测量的MEMS三维微触觉式传感器在横向负载下的力学模型,用于指导传感器的设计和优化．对传感器的整体刚度、敏感梁的应力分布、检测灵敏度及线性灵敏度进行了计算．利用ANSYS有限元仿真方法模拟了传感器的应力分布,分布曲线与理论曲线的偏差小于3．87％,最大应力的仿真和理论偏差小于3．63％．通过一个已完成传感器的性能标定,灵敏度的实验和理论误差为7．79％,实验值线性误差为0．2％．     

光弹调制式反射差分光谱仪的理论分析

反射差分光谱仪是一种测量灵敏度和精度较高的研究表面／界面的新型分析仪器,但微弱的反射差分信号易受到各种噪声的干扰．作者利用Jones表示法,对光弹调制式反射差分光谱仪构建了包含器件自身缺陷和安装误差的数学模型,通过确立误差源与测量结果的联系,分析出各误差源对测量结果的影响,特别是起偏器、光弹调制器和样品的安装误差以及位相调制误差,这些系统误差经过标定可得到补偿．