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2m比长仪纳米级精度线间距测量系统的研究

计量学报 2012年第2期33卷 97-103页

作者：高宏堂叶孝佑邹玲丁孙双花沈雪萍甘晓川常海涛王健中国计量科学研究院北京100013 北京航空航天大学北京100191

介绍了2m比长仪系统的组成，对其采用光电显微镜动态瞄准刻线和激光干涉测长原理进行了分析，研究了提高刻线瞄准精度和激光干涉测长精度的方法及利用现代电子技术实现刻线信号和干涉信号自动同步快速处理方法。自动信号处理系统基于FPG... 详细信息

介绍了2m比长仪系统的组成，对其采用光电显微镜动态瞄准刻线和激光干涉测长原理进行了分析，研究了提高刻线瞄准精度和激光干涉测长精度的方法及利用现代电子技术实现刻线信号和干涉信号自动同步快速处理方法。自动信号处理系统基于FPGA现场可编程电路技术和计算机技术。通过对金属线纹尺测量的实验表明，依据JJG331—1994激光干涉比长仪检定规程进行实验，2m比长仪单次最佳刻线瞄准精度优于10nm（la），对其测量的不确定度分析表明，对于测量高质量的高等别线纹尺，其测量不确定度U=（20＋40L）nm（k=2）。

关键词：计量学比长仪光电显微镜动态瞄准纳米精度

基于自导向位移放大过程的机械式柔性纳米精度移动平台运动机制研究

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科技通报 2015年第12期31卷 51-54页

作者：于琢铨田少卿内蒙古建筑职业技术学院呼和浩特010070 东北林业大学哈尔滨150040

提出了一种纳米精度级的单轴柔性移动平台装置。该装置采用自导向位移放大机理,在紧凑结构尺寸实现了高达厘米量级的行程范围。其中,有倾角的双模块平行四边形结构在充当移动导向模块的同时也实现了位移放大效果,从而避免了串行连接。... 详细信息

提出了一种纳米精度级的单轴柔性移动平台装置。该装置采用自导向位移放大机理,在紧凑结构尺寸实现了高达厘米量级的行程范围。其中,有倾角的双模块平行四边形结构在充当移动导向模块的同时也实现了位移放大效果,从而避免了串行连接。该装置的结构对称性能够减小连带误差和热变形,从而提高定位精度。通过设计优化框架对装置的结构参数进行优化,从而在保证预设行程范围、应力和结构尺寸的情况下得到最大的共振频率。并且通过对该装置的有效性进行了实验验证,结果显示,与其他相似尺寸平台相比该装置有更高的容积率。

关键词：自导向移动平台纳米精度位移放大

“纳米制造的基础研究”重大研究计划结题综述

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中国科学基金 2019年第3期33卷 261-274页

作者：王国彪赖一楠卢秉恒雒建斌黎明刘红忠刘磊叶鑫国家自然科学基金委员会工程与材料科学部北京100085 西安交通大学机械工程学院西安710049 清华大学精密仪器与机械学系北京100084 东南大学机械工程学院南京211189 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

国家自然科学基金委员会重大研究计划"纳米制造的基础研究"历时8年于2018年完成结束评估。重大研究计划实施过程中,在基础理论方法、关键技术、核心仪器装备、典型工程示范应用等几个层面取得了系列集成成果。本文概述了该计划在亚纳米... 详细信息

国家自然科学基金委员会重大研究计划"纳米制造的基础研究"历时8年于2018年完成结束评估。重大研究计划实施过程中,在基础理论方法、关键技术、核心仪器装备、典型工程示范应用等几个层面取得了系列集成成果。本文概述了该计划在亚纳米材料去除机理、纳米尺度结构成形、跨尺度批量化制造的原理与方法、系列纳米制造装备国产化等关键技术上所取得的一系列具有重大国际影响的突破性进展。文中展望了纳米制造研究的发展态势,提出了未来关注的重点学术方向。

关键词：纳米制造纳米精度纳米尺度跨尺度纳米制造装备基金委重大研究计划

用于离子束抛光的射频离子源控制器设计与性能测试研究

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用于离子束抛光的射频离子源控制器设计与性能测试研究

作者：谌贵阳国防科学技术大学

学位级别：硕士

离子束抛光加工已逐渐成为光学零件表面超精加工常用的最后一道工艺,离子源是离子束抛光机床的核心部件。目前,国内常用的离子源为热阴极的直流Kaufman离子源,该离子源存在阴极消耗、阴极消耗给被加工工件表面带来杂质污染、反应气体兼... 详细信息

离子束抛光加工已逐渐成为光学零件表面超精加工常用的最后一道工艺,离子源是离子束抛光机床的核心部件。目前,国内常用的离子源为热阴极的直流Kaufman离子源,该离子源存在阴极消耗、阴极消耗给被加工工件表面带来杂质污染、反应气体兼容性差等问题。射频离子源是一种交流离子源,结构比直流离子源更加简单,不会出现直流离子源由于阴极消耗而存在的一系列问题。因此,本文将射频离子源应用于离子束抛光机床,并对射频离子源展开性能测试,主要研究内容如下:1)研究了射频离子源的工作原理与结构,搭建了射频离子束机床;针对射频离子源各参数,利用分布式控制方法展开了控制器设计,设计了射频离子束机床的集成控制面板,为后续研究提供一个控制简单、操作方便的射频离子束机床。2)对射频离子源进行了性能测试。首先研究了射频离子源的去除函数形状、大小,实验发现射频离子源离子束的去除函数形状为高斯形;针对高斯形的去除函数展开短时重复性、长时稳定性、材料去除线性性以及小扰动鲁棒性测试。实验结果表明:射频离子源具有很好的短时重复性、长时稳定性以及材料去除线性性,并且能够抗击参数小扰动对离子源稳定性带来的干扰。3)研究了射频离子源的主要工艺参数对去除函数的影响规律。射频离子源主要参数包括屏栅电压、射频功率、靶距以及离子源气体流量。通过实验的方法研究了气体流量、射频功率、屏栅电压以及靶距对射频离子源去除函数的峰值去除率、体积去除率、以及半峰全宽的变化规律。总结各参数对去除函数的影响规律,提出了适合离子束抛光加工的工艺参数选择参考值区间。4)进行了射频离子源的光学加工测试。利用射频离子源对Φ100mm直径的微晶玻璃进行离子束抛光加工,使其面形误差的PV值从194.9nm下降到了24.6nm,RMS值从47nm,下降到了1.25nm,总收敛比达到了37.6。结果表明,射频离子源具有光学表面纳米精度抛光加工的能力。论文研究结果表明射频离子源是一种稳定、可靠的离子源,并具备了纳米级的光学表面修形加工能力,为射频离子源在光学表面超高精度修形加工中的进一步应用提供了理论与实验基础。

关键词：离子束抛光射频离子源性能测试去除函数工艺参数纳米精度

紫外熔石英元件高精度低缺陷控形控性制造技术研究进展

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强激光与粒子束 2020年第3期32卷 11-17页

作者：石峰舒勇宋辞田野铁贵鹏薛帅肖航国防科技大学智能科学学院长沙410073 国防科技大学装备综合保障国防科技重点实验室长沙410073 湖南省超精密加工技术重点实验室长沙410073 空军工程大学航空机务士官学校河南信阳464000

传统的紫外熔石英元件加工方法本身会引入各类制造缺陷,需要后期加工来消除前期加工带来的缺陷,限制了熔石英元件的加工质量和加工效率。针对这些问题,课题组提出了采用磁流变、离子束、保形光顺和流体动压抛光等可控柔体加工技术提升... 详细信息

传统的紫外熔石英元件加工方法本身会引入各类制造缺陷,需要后期加工来消除前期加工带来的缺陷,限制了熔石英元件的加工质量和加工效率。针对这些问题,课题组提出了采用磁流变、离子束、保形光顺和流体动压抛光等可控柔体加工技术提升熔石英元件的加工效果,并开展了相关研究。主要介绍了课题组在关键技术上取得的重要进展,包括亚纳米精度表面控形制造技术、纳米精度本征表面控性生成方法、熔石英元件高精度低缺陷组合工艺与设备等一系列关键技术。通过探讨关键技术及其发展现状,为未来紫外熔石英元件高精度低缺陷制造技术的发展提供参考。

关键词：熔石英元件高精度低缺陷纳米精度表面控形制造本征表面

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纳米厚度薄膜外差椭偏测量技术的研究

光学技术 2005年第3期31卷 391-393页

作者：邓元龙姚建铨阮双琛孙秀泉王鹏天津大学精密仪器学院激光及光电子研究所天津300072 深圳大学工程技术学院深圳518060

结合激光外差干涉法和透射式椭偏测量原理,研究了一种快速、高精度测量纳米厚度薄膜光学参数的方法。计算并分析了复灵敏度因子随薄膜参数和入射角度的变化规律、椭偏参数的选择及容许测量误差。两个声光调制器产生20kHz的拍频,采用简... 详细信息

结合激光外差干涉法和透射式椭偏测量原理,研究了一种快速、高精度测量纳米厚度薄膜光学参数的方法。计算并分析了复灵敏度因子随薄膜参数和入射角度的变化规律、椭偏参数的选择及容许测量误差。两个声光调制器产生20kHz的拍频,采用简单的直接比相方法即可获得优于0.1°的相位分辨率,而且测量系统中没有使用任何波片和运动部件,抗干扰能力强且测量过程完全自动化,适用于工业现场在线连续测量。实验数据和理论分析表明,此方法可以达到亚纳米级测量精度。

关键词：光学测量薄膜外差干涉法椭偏测量术声光调制器纳米精度

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园林古建设计施工数字技术研究

住宅产业 2021年第10期 24-27,66页

作者：柯立东福建江海苑园林工程有限公司福建福州350000

古人依据想样、画样、烫样或木制模型,建造园林古建筑、宫殿、坛庙等。想样存于头脑中,难以交流;画样,比例不明确;烫样过于简单;木模制作费时费力,精度不够。随着科技不断进步,使用电脑软件建造“三维立体模型”以指导设计施工的新技术... 详细信息

古人依据想样、画样、烫样或木制模型,建造园林古建筑、宫殿、坛庙等。想样存于头脑中,难以交流;画样,比例不明确;烫样过于简单;木模制作费时费力,精度不够。随着科技不断进步,使用电脑软件建造“三维立体模型”以指导设计施工的新技术逐渐被应用于园林古建,不但精确高效,而且形象直观。本文对园林古建设计施工的数字技术进行了研究与探讨。

关键词：园林古建数字技术设计施工纳米精度

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高精度单频激光干涉仪的设计与试验研究

传感器与微系统 2009年第4期28卷 50-53页

作者：齐永岳赵美蓉林玉池天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

提出了一种光学8倍频的耦合差动式干涉光路,其结构设计简洁紧凑,光路布局对称性好,光程差倍增,符合阿贝原则和结构变形最小原则。对系统精度在理论分析的基础上进行了估算,得出了在10mm范围内干涉仪综合精度的理论值约为±1.8 nm。采用... 详细信息

提出了一种光学8倍频的耦合差动式干涉光路,其结构设计简洁紧凑,光路布局对称性好,光程差倍增,符合阿贝原则和结构变形最小原则。对系统精度在理论分析的基础上进行了估算,得出了在10mm范围内干涉仪综合精度的理论值约为±1.8 nm。采用与电容测微仪比对的方法对该系统进行检测,利用线性回归的方法对测量结果进行处理。试验结果表明:该干涉测量系统的精度约为14 nm。

关键词：激光干涉耦合差动误差分析纳米精度

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纳米制造基础研究的相关进展

中国基础科学 2014年第5期16卷 9-15页

作者：房丰洲天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津微纳制造工程技术中心天津300072

纳米制造是多学科的新型交叉研究领域,对其基础研究的深入展开可为前沿制造技术的进步提供有力支撑。在过去的20多年里,基于纳米制造的探索已展示出宽广的发展前景,并将在多个行业为社会带来巨大的经济效益。本文在简要介绍纳米制造背... 详细信息

纳米制造是多学科的新型交叉研究领域,对其基础研究的深入展开可为前沿制造技术的进步提供有力支撑。在过去的20多年里,基于纳米制造的探索已展示出宽广的发展前景,并将在多个行业为社会带来巨大的经济效益。本文在简要介绍纳米制造背景、意义及应用的同时,着重描述国内外在纳米制造基础领域的研究现状,以及天津大学微纳制造实验室(MNMT)近年来所取得的研究进展,并对纳米制造基础研究进行展望。

关键词：纳米精度纳米尺度纳米制造基础研究