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光热膨胀材料的光谱特性分析及微型光热驱动机构研究

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光谱学与光谱分析 2009年第11期29卷 3047-3051页

作者：刘超张冬仙章海军浙江大学现代光学仪器国家重点实验室浙江杭州310027

光热膨胀材料的光谱特性是影响微型光热驱动机构性能的关键因素,该文在理论分析的基础上,采用单积分球测量法对四种聚合物材料的反射光谱及吸收特性进行了实验测量,据此选择制作光热驱动机构的最佳光热膨胀材料,发现掺杂染料的高密度聚... 详细信息

光热膨胀材料的光谱特性是影响微型光热驱动机构性能的关键因素,该文在理论分析的基础上,采用单积分球测量法对四种聚合物材料的反射光谱及吸收特性进行了实验测量,据此选择制作光热驱动机构的最佳光热膨胀材料,发现掺杂染料的高密度聚乙烯(HDPE)材料在600～690nm的范围内有较强烈的吸收。选取HDPE作为光热膨胀材料,设计制作了一种长度1500μm的微型光热驱动机构,并采用自行研制的CCD显微监控和视频运动测量系统进行了驱动机构的驱动性能测量实验。研究结果表明,在10mW/650nm的半导体激光器驱动下,该微型光热驱动机构可以产生18.7μm的光热偏转量,说明其具有良好的光谱吸收和光热转换特性,可望在微光机电系统(MOEMS)中获得广泛应用。

关键词：光热膨胀微驱动机构反射光谱吸收特性

原子力显微镜的压电陶瓷非线性及图象畸变的校正

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光子学报 2002年第10期31卷 1252-1255页

作者：张冬仙章海军浙江大学现代光学仪器国家重点实验室杭州310027

研制了卧式原子力显微镜 (AFM )系统 ,讨论压电陶瓷的非线性及AFM图象畸变的软件校正方法提出利用光束偏转法精确测定XY扫描器压电陶瓷的伸长量与控制电压之间的相互关系 ,得到压电陶瓷的非线性曲线 ;根据非线性的偏离程度 ,通过扫描... 详细信息

研制了卧式原子力显微镜 (AFM )系统 ,讨论压电陶瓷的非线性及AFM图象畸变的软件校正方法提出利用光束偏转法精确测定XY扫描器压电陶瓷的伸长量与控制电压之间的相互关系 ,得到压电陶瓷的非线性曲线 ;根据非线性的偏离程度 ,通过扫描软件对X和Y方向的扫描电压作逐点补偿 ,据此有效地校正图象畸变

关键词：原子力显微镜压电陶瓷 AFM 非线性图象畸变校正

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光电反馈式静电悬浮的光电控制系统

光子学报 2002年第2期31卷 187-190页

作者：王新杰章海军黄峰浙江大学现代光学仪器国家重点实验室杭州310027

本文给出了基于直流高压静电场的光电反馈式静电悬浮系统的实现方案 ,介绍其工作原理 ,主要讨论该悬浮操作的技术核心 -光电控制系统 ,提出了光电控制系统中的单元技术 :激光三角法测距和比例积分差动 ( PID)控制的实现方案 .我们采用... 详细信息

本文给出了基于直流高压静电场的光电反馈式静电悬浮系统的实现方案 ,介绍其工作原理 ,主要讨论该悬浮操作的技术核心 -光电控制系统 ,提出了光电控制系统中的单元技术 :激光三角法测距和比例积分差动 ( PID)控制的实现方案 .我们采用仅有一路伺服控制的光电控制系统进行实验 ,获得了绞好的结果 .实现了悬浮体的开关式悬浮控制 .

关键词：静电悬浮直流高压光电反馈比例积分差动控制激光三角法光电控制系统

基于微球透镜的任选区高分辨光学显微成像新方法研究

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物理学报 2013年第3期62卷 168-172页

作者：王淑莹章海军张冬仙浙江大学现代光学仪器国家重点实验室杭州310027

提出和发展了基于毛细管–微球组合探针的任选区、高分辨显微成像新方法.建立了微球显微成像的物理模型,利用成像理论,推导出微球成像的放大倍率;采用3.0,4.4,5.6,7.5,10.0μm等不同直径的SiO2微球,对未经刻录的DVD光盘进行了微球显微... 详细信息

提出和发展了基于毛细管–微球组合探针的任选区、高分辨显微成像新方法.建立了微球显微成像的物理模型,利用成像理论,推导出微球成像的放大倍率;采用3.0,4.4,5.6,7.5,10.0μm等不同直径的SiO2微球,对未经刻录的DVD光盘进行了微球显微成像实验,可以观察到DVD光盘的微纳米结构被明显放大且对比度显著提高,与理论计算结果相符合;采用毛细管微探针操纵微球的方法,实现了基于微球透镜阵列的样品微纳米结构的高分辨显微成像;在此基础上,进一步将毛细管微探针与微球组合,制备出毛细管–微球组合型探针,首次实现了基于微球透镜的样品任意区域高分辨显微成像.

关键词：微球显微成像毛细管-微球组合探针高分辨

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光电反馈式静电悬浮的机制研究

光子学报 2000年第1期29卷 72-77页

作者：章海军黄峰浙江大学现代光学仪器国家重点实验室杭州310027

本文主要讨论光电反馈式静电悬浮的理论问题．研究在静电场作用下导电悬浮体的静电感应机制和绝缘悬浮体的静电极化机理，推导出悬浮体表面的感应电荷或极化电荷的计算公式，以及作用于悬浮体上的静电悬浮力的计算公式，在理论上揭示... 详细信息

本文主要讨论光电反馈式静电悬浮的理论问题．研究在静电场作用下导电悬浮体的静电感应机制和绝缘悬浮体的静电极化机理，推导出悬浮体表面的感应电荷或极化电荷的计算公式，以及作用于悬浮体上的静电悬浮力的计算公式，在理论上揭示了静电力与电极电压、电极面积、悬浮间距及悬浮体电学特性等因素之间的关系．结果表明，导电悬浮体表面的感应电荷量比绝缘悬浮体表面的极化电荷量多，因此前者所受的静电悬浮力比后者大，但两者均可实现静电悬浮，这些结论与实验结果完全符合．本文工作为实现静电悬浮的光电反馈控制提供了理论依据．

关键词：静电悬浮静电感应光电反馈式半导体硅Wafer片

微纳米尺度红外光热膨胀效应及新型光热驱动方法研究

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物理学报 2008年第5期57卷 3107-3112页

作者：张冬仙刘超章海军浙江大学现代光学仪器国家重点实验室杭州310027

介绍了一种新型的基于非对称结构的光热微型驱动器.驱动器由两个宽细不同的薄悬臂组成.当红外激光照射在悬臂上时,宽窄悬臂的比表面积不同,导致其温度升高和伸长量不同,从而使驱动器产生偏转.建立了驱动器的热力学模型,并给出了偏转量... 详细信息

介绍了一种新型的基于非对称结构的光热微型驱动器.驱动器由两个宽细不同的薄悬臂组成.当红外激光照射在悬臂上时,宽窄悬臂的比表面积不同,导致其温度升高和伸长量不同,从而使驱动器产生偏转.建立了驱动器的热力学模型,并给出了偏转量的计算公式.使用准分子激光加工系统制作了一个长750μm的微驱动器样机,红外激光(998nm)作为驱动源,利用自制的控制监控系统进行了可行性试验,观察并测量了驱动器偏转量与红外激光功率的关系.结果表明,本驱动器在16mW的红外激光的驱动下,即可产生25.8μm的偏转量.利用光热膨胀的方法实现的驱动器制作简单,位移输出可调,无电磁干扰,易于集成,并可以实现远程控制,在微纳技术和MEMS领域具有广阔的应用前景.

关键词：光热膨胀非对称结构微驱动器红外激光

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AFM在纳米结构加工中的应用研究

激光与红外 2003年第4期33卷 283-284,296页

作者：朱吉牧章海军张冬仙浙江大学现代光学仪器国家重点实验室浙江杭州310027

文中阐述了基于自行研制的原子力显微镜(AFM)的纳米刻蚀加工方法,研究了针尖上的载荷大小和扫描次数对加工深度的影响,利用AFM的微探针在氧化铝(Al2O3)材料表面加工出纳米结构,验证了该加工方法的可行性。实验结果表明基于AFM的纳米刻... 详细信息

文中阐述了基于自行研制的原子力显微镜(AFM)的纳米刻蚀加工方法,研究了针尖上的载荷大小和扫描次数对加工深度的影响,利用AFM的微探针在氧化铝(Al2O3)材料表面加工出纳米结构,验证了该加工方法的可行性。实验结果表明基于AFM的纳米刻蚀技术可作为加工纳米器件的重要手段。

关键词： AFM 纳米结构原子力显微镜纳米刻蚀氧化铝

基于大数值孔径环形光锥照明的超分辨光学显微成像方法研究

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物理学报 2012年第2期61卷 301-306页

作者：支绍韬章海军张冬仙浙江大学现代光学仪器国家重点实验室杭州310027

提出和发展了一种基于大数值孔径环形光锥照明的远场超分辨光学显微成像新方法,采用将发光二极管(LED)面光源、窄带滤光和环形光锥照明相结合的特种照明方式,实现超分辨显微成像.建立了大数值孔径环形光锥照明成像的物理模型,根据标量... 详细信息

提出和发展了一种基于大数值孔径环形光锥照明的远场超分辨光学显微成像新方法,采用将发光二极管(LED)面光源、窄带滤光和环形光锥照明相结合的特种照明方式,实现超分辨显微成像.建立了大数值孔径环形光锥照明成像的物理模型,根据标量衍射理论,在不同环形光锥照明时,推导出光学显微系统像面衍射斑光强分布的理论计算公式;通过Matlab求解和绘图,得到衍射斑光强的分布图样,从理论上证明这一成像方法可以有效提高光学显微镜的分辨率;建立了相应的显微成像系统,通过实验验证了该方法可有效改善显微镜的成像质量,显著提高分辨率;在中心波长450 nm、环形光锥数值孔径1.125一1.25时,实验获得的分辨率至少优于150 nm,与理论研究结果相符合.从而证明了这一方法的可行性.

关键词：光学显微超分辨环形光锥窄带滤光

数字全息显微镜中采用非线性查找表的相位快速展开

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中国激光 2014年第2期41卷 182-187页

作者：李勇毛磊章海军马利红王辉浙江宁波永新光学股份有限公司浙江宁波315040 浙江大学光电信息工程学系浙江杭州310017 浙江师范大学信息光学研究所浙江金华321004

提出了一种用于数字全息显微术的可靠度导向快速相位展开算法。对可靠度参数进行非线性量化,结合查表法实现数字全息再现像的相位可靠快速展开。在截断相位图中找出残差点,以残差点的物光强度最大值为阈值,将测量区域分为可信区域和非... 详细信息

提出了一种用于数字全息显微术的可靠度导向快速相位展开算法。对可靠度参数进行非线性量化,结合查表法实现数字全息再现像的相位可靠快速展开。在截断相位图中找出残差点,以残差点的物光强度最大值为阈值,将测量区域分为可信区域和非可信区域。将可信区域的可靠度设为最大,非可信区域的光强进行量化,作为其可靠度。这样制作了一张非线性质量图。利用该质量图,结合查表洪水算法进行相位展开。实验中,采用非线性查找表的相位展开算法比传统洪水算法快68倍以上,比枝切法快近3倍。结果表明,该算法在保持高质量相位展开的情况下大大提高了速度。

关键词：全息显微测量相位展开洪水算法查找表