微型光扫描器研究

设计了由正负微透镜阵列和压电陶瓷驱动器组成的微型光扫描器,它工作于中、短波红外光及可见光等波段,微透镜阵列规模为256×256元、单元直径为50μm,扫描视场角约为6.6°,扫描频率可达200Hz,体积小到几个立方厘米.实验测试表明微扫描器的设计参数与实验测量结果基本相符.

压电扫描器非线性校正的实验研究

针对扫描探针显微镜的压电扫描器提出一种非线性校正方法。利用双频激光干涉仪对压电扫描管的位移-电压曲线进行测量,设计非线性校正算法,修正控制电压以实现对压电扫描管非线性校正,将该方法应用于扫描探针显微镜。实验表明该方法能实现压电扫描器的非线性校正。

压电扫描器对SPM电场加工的影响

利用扫描探针显微镜(SPM)能够实现纳米级电子器件和机械器件的加工。压电扫描器是SPM电场加工中的重要部件,它实现了针尖的移动,使得SPM可在样品表面生成氧化结构。该文着重探讨了单管式扫描器的结构以及压电陶瓷特性对SPM电场加工的影响,分析了多种误差来源,并给出了相应的解决方法,这有利于进一步改进纳米加工系统,提高电场加工的精度和重复性。

一种闭环微纳定位扫描系统设计

针对小推力压电陶瓷的特性,提出了一种闭环微纳定位扫描系统设计。该系统以单片机80C196KC为核心,使用12位A/D转换器MAX120和12位D/A转换器DA7521做D/A转换,模拟驱动部分采用前置低压误差运放和后置高压精密运放组成双级放大模块;控制部分采用Fuzzy-PID复合控制算法进行非线性处理,很好地改善了压电陶瓷的迟滞、蠕变、非线性等不足,且提高了控制系统的精度。将本系统应用于白光相移干涉检测,实验结果表明:闭环电压控制的最大误差为18mV,置位重复精度为6 nm,系统相对误差为0.15%;在位移量为10μm的时间—位移阶跃响应曲线中阶越响应时间约为20m s,且在电压为80 V的蠕动曲线中,3m in内的蠕变为3.6%,3m in以后变化开始缓慢。

林区激光扫描仪搭载机构的设计及有限元分析

基于SolidWorks对用于林区三维激光扫描仪搭载云台机构进行了两种方案设计,并建立虚拟样机模型。运用ANSYS Workbench对云台模型添加材料属性、划分网格、施加载荷与约束,进行云台的结构静力学分析,得到了云台旋转时的表面应力分布情况。对设计的两种林区三维激光扫描仪搭载云台机构进行比较,结果表明方案2优于方案1,得出方案2更适合应用在林区。