具有纳米分辨力二维超精密定位系统的研制

针对传统超精密定位系统存在位移灵敏度、系统频响及重复定位精度难以兼顾的问题,设计并研制了一种具有纳米分辨力的二维超精密定位系统.系统集成平行四连杆结构双柔性二维工作台无间隙传动、双极性可伸缩压电陶瓷微位移驱动和纳米精度电容位移监测等先进技术,在微处理器控制下可实现纳米量级的定位.为改善传统PID控制方法存在的精度低、实时性差等缺陷,提出了一种结合定位过程中各阶段系统不同响应特性的比例、积分和微分(PID)参数自适应控制算法.结果表明:平行四连杆结构能有效地消除运动方向间的交叉耦合,确保了工作台在运动方向上的直线度;在30μm行程内,单轴位移分辨力优于1 nm,重复定位精度优于10 nm,最大行程时响应时间<1 s.

纳米分辨率微动台机械结构动态特性的研究

本文用状态空间法对柔性铰链一体式ｘ—ｙ微动台的动力学系统进行了描述，建立起该系统的振动参数模型，从理论和实验两方面对系统的非参数模型进行了分析和结算，并对理想特征系统的实现问题进行了初步探讨。

压电微定位系统的纳米分辨率线性化控制

本文简述了压电非线性产生的原因及用电荷控制法实现纳米分辨率线性控制的机理，并提出采用谐波线性化方法在实现线性化控制的同时提高系统的动态特性。

电子束纳米分辨率光刻

本文侧重分析电子束纳米光刻中的若干限制因素，包括电子光学系统中的象差、电子束与抗蚀剂的相互作用（散射与二次电子效应）、衬底条件等，并对已用于进行纳米分辨率电子束光刻中的一些方法进行了归纳，讨论了其应用前景．

纳米分辨PSTM光学显微镜

本文介绍PSTM成象原理；指出第一代PSTM中存在假象，介绍消除假象的图象分解PSTM发明专利；最后，分析PSTM的特点和预测纳米分辨PSTM光学显微镜产业发展前景。

纳米分辨率的三维形貌检测仪

从光干涉方式、瞳窗关系和光源带宽等基本关系出发，利用空间不变系统理论解析了相移显微干涉检测系统中衍射效应的影响。为了减小横向分辨率对纵向分辨率的影响，利用相关信息提取或数字滤波的方法，获得了纳米分辨率的三维形貌。

纳米分辨相干反斯托克斯拉曼散射显微成像

采用附加探测光声子耗尽法来实现超衍射极限相干反斯托克斯拉曼散射显微成像.此方法引入一束环形分布的附加探测光来消耗点扩展函数周边的相干声子,实现点扩展函数的改造,从而达到超越衍射极限的空间分辨率.为了获得更高的空间分辨率和更佳的相位匹配条件,通常需采用高数值孔径物镜对抽运光、斯托克斯光和探测光进行聚焦,此时标量衍射理论不再成立.基于矢量衍射理论,分析了线偏振光、圆偏振光先后经过螺旋相位片和高数值孔径物镜后的光强分布,结果表明:圆偏振光在高数值孔径物镜后焦平面的光强分布呈中心对称状,较线偏振环形光更适合作为附加探测光.此外,采用全量子理论分析了附加探测光声子耗尽法.结果表明:当附加探测光与探测光强度比为80时,成像系统的横向空间分辨率可以达到45 nm;继续提高附加探测光强度,空间分辨将进一步提高.

新型纳米分辨率位移定位平移台的研制

为克服已有压电驱动器存在的结构及控制系统复杂、定位行程小等缺陷,利用压电陶瓷的逆压电效应设计并制作了一种新型的压电纳米步进驱动器,建立光栅测试系统对这种压电驱动器的动态性能进行了测试,将压电纳米步进驱动器与电磁伺服马达耦合,设计新颖驱动结构,利用微机通过步进运动控制卡统一控制,实现大范围一维纳米分辨率位移定位,系统样机解决了所研制压电纳米步进驱动器双向运动、实用定位等问题,位移定位分辨率为50 nm,定位行程为100 mm,纳米分辨率定位最大速度为0.6 mm/s.

用于激光直写设备的纳米分辨力调焦伺服机构

在激光直接写入设备中需要有高分辨力的调焦伺服机构对光刻物镜进行调焦伺服.采用压电陶瓷作为驱动元件、3个柔性铰链组合结构作为导向及执行元件,研制出了一种用于激光直接写入设备的调焦伺服机构.该调焦伺服机构的分辨力为10 nm,行程为10 μm,导向精度为1.37”.是适合纳米定位的理想调焦伺服机构.

纳米分辨微小光斑光强分布检测系统设计

介绍了现有的微小光斑测量技术,针对纳米分辨率检测精度要求,对纳米分辨微小光斑光强分布检测技术进行深入研究,设计和构建了具有纳米分辨的微小光斑光强分布检测系统。利用该检测系统进行了低数值孔径弱聚焦下所形成的微光场光强分布检测实验,得到较好的光强分布图。实验结果表明,该检测系统具有可靠性高、稳定性好、便于操作等优点。

高精度纳米分辨率线位移测量技术获新突破

近日．由长春光机所承担的应用基础研究项目--“高精度纳米分辨率线位移测量技术研究”，日前在长春通过专家鉴定。鉴定委员会专家一致认为，该项研究所制成的高精度纳米测量传感器样机达到四倍光学倍频，技术指标达到国际先进水平。

纳米分辨率线位移测量技术获新突破

由中科院长春光机所承担的应用基础研究项目——“高精度纳米分辨率线位移测量技术研究”，最近在长春通过专家鉴定。鉴定委员会专家一致认为。该项研究所制成的高精度纳米测量传感器样机达到4倍光学倍频．技术指标达到国际先进水平。

亚纳米驱动分辨力的六自由度微动台

微位移工作台是实现高精度定位的关键部件,传统的工作台自由度少且分辨力不高,不能满足应用需求,因此提出一种六自由度高精度微位移工作台结构方案并验证了其性能。在整体结构上采用“串并联混合驱动”的方式和中空结构,将六个自由度的运动合理地分布在平动层,转动层和支撑层三层结构中,并设计开发了工作台的运动控制系统以及一套可搭配使用的运动控制软件。实验结果表明,X,Y,Z轴线位移分别优于20,20和37 μm,角位移行程分别优于39",33"和27";线位移分辨力均优于0.7 nm,角位移分辨力均优于0.1"。所提出的六自由度微位移工作台相比于传统工作台具有自由度多、极高分辨力等优点,有望在超精密加工,微电子制造等领域中获得广泛的应用。

HeLa细胞突起中微丝束的纳米分辨荧光成像

在Matlab编程环境下模拟了单分子定位显微的纳米分辨成像,在传统实验参数条件下,对不同间隔分子带模型进行了模拟成像.模拟结果表明,单分子定位显微方法可以区分中心相隔20nm的两个分子带.同时,也分析了不同像元大小对单分子定位精度的影响.此外,通过单分子定位显微方法在IX71倒置荧光显微镜上实现了纳米分辨,系统极限分辨率,即半高全宽为48nm.在该系统上,获得了HeLa细胞突起中微丝束结构的纳米分辨图像.从重构获得的图像中可以看到微丝束的直径为75—200nm。

呕吐毒素和玉米赤霉烯酮二合一时间分辨荧光定量快速检测卡的研发和优化

成功研发及优化一种基于时间分辨荧光纳米微球的呕吐毒素/玉米赤霉烯酮真菌毒素二合一荧光定量快速检测卡(简称DZ检测卡),同种样本仅需一次提取检测,8 min内即可得到两个项目的检测结果,快速、简单易操作。本项目成功优化了基于时间分辨纳米微球的呕吐毒素/玉米赤霉烯酮真菌毒素二合一荧光定量快速检测卡的制备工艺,玉米赤霉烯酮(简称ZEN)的均一性差、呕吐毒素(简称DON)的灵敏度低、C线波动大、样本前处理等问题。通过对时间分辨荧光微球不同粒径标记抗体,确定了DZ检测卡中DON胶乳所用的荧光微球为298 nm,解决了DON灵敏度低的问题;通过对喷膜稀释倍数的优化,确定了胶乳的稀释倍数,解决了ZEN均一性差的问题;通过对划膜位置的筛选,确定了ZEN、DON、C线的划膜位置NC膜距样品垫的距离依次为T1(14 mm)、T2(10 mm)、C(6mm);通过对划膜液体系的优化,确定C线划膜液为10 mM NMS+2%蔗糖,解决了C线值波动大的问题;通过对样本前处理提取液的优化,确定了提取液为50%乙醇+2%NaCl,检测ZEN的准确度在95.83%~116.71%,检测DON的准确度在96.53%~110.36%。玉米、小麦样本的检测可用一条标准曲线。

戊型肝炎病毒亚纳米分辨率结构与功能域

戊型肝炎病毒(HepatitisEVirusHEV)是引起人戊型肝炎的病原体。HEV单独归为肝病毒科(Hepeviridae)戊肝病毒属(Hepevirus),可分为四种基因型。其核酸为正链RNA。

大行程纳米级分辨率超精密工作台的发展方向

讨论了大行程纳米级分辨率超精密工作台设计中的关键技术,介绍了目前国内外典型的大行程超精密工作台所采用的设计方案、材料、导轨、驱动方式、测量反馈及控制系统。分析比较后得出:利用石英陶瓷材料、气浮导轨、直线电机非接触驱动、纳米光栅尺测量反馈和开放式数控系统等技术来组建大行程纳米级分辨率超精密工作台是比较理想的方案。

纳米均相时间分辨荧光免疫法检测脱氧雪腐镰刀菌烯醇方法的建立

目的:利用抗脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)多克隆抗体,采用纳米均相时间分辨荧光免疫法测定技术(AlphaLISA)建立间接竞争DON定量检测方法。方法:DON-BSA包被发光微粒,生物素化羊抗兔抗体与包被有链霉素的感光微粒共同构成检测试剂,优化检测条件并评价检测性能。结果:该方法的灵敏度为0.007ng/mL,检测范围为0.007～100ng/mL,批内批间变异系数均<5%。不同样品添加回收实验:玉米、小麦、啤酒回收率分别为84%～110%、67%～100%、74%～100%。结论:DON-AlphaLISA是目前DON检测中最灵敏的方法之一,该分析方法稳定性好,可测范围宽,具有很好的应用前景。

一种亚纳米级分辨力同轴式激光轮廓测量系统

分析了一种同轴式激光轮廓测量系统的工作原理,开发出了一套基于WINDOWS的测量控制软件,使它具有自动控制、数据采集、信息处理及结果输出等功能,可以用三维图形直观显示被测量物体表面微观形貌、进行多种表面粗糙度参数计算。此测量系统的分辨力优于0.1nm,重复性2σ优于1.2nm。

突破光学衍射极限:实现远场纳米级分辨的光学显微镜

由于光学衍射极限，远场光学显微镜的分辨率仅能达到光波长的一半左右。在可见光波段，这一极限大约为200纳米。而对于生命科学研究，往往需要数十纳米甚至更高的分辨率，以获取组织或活细胞内部精细结构的信息。2014年度的诺贝尔化学奖获得者解决了这一世纪难题。