铜基微同轴技术及其在毫米波太赫兹领域的应用

近年来国内铜基微同轴技术在毫米波和太赫兹器件应用领域取得了显著进展。首先,论文综述了铜基微同轴的标准加工工艺,并介绍了基于该工艺成功设计的覆盖DC-1THz频段的多种传输线结构,包括矩形同轴、矩形波导、脊波导等常见射频传输线。其次,基于微同轴技术的大量有源和无源器件的设计,如滤波器、天线、宽带定向耦合器、射频GSG探针、放大器和倍频器等,这些器件的频率范围覆盖10 MHz至330 GHz,均基于微同轴工艺的特点进行了特殊设计,充分利用了该工艺的固有优势。最后,这些成果展示了国内铜基微同轴技术在射频器件模组领域的蓬勃发展,凸显出我国在铜基微同轴射频器件设计和加工技术方面的日益成熟。这些实践应用进一步证明了铜基微同轴技术在微波特性和小型化方面的卓越优势。因此,采用铜基微同轴技术的射频器件在毫米波和太赫兹领域展现出巨大的应用潜力和广阔的发展前景。

使用晶圆级键合技术制备金属微结构

使用金属材料的晶圆级键合技术可以制备半封闭结构的金属矩形微同轴线。基于柔性金属衬底的晶圆级键合技术,制备了金属矩形微同轴结构。通过选择合适的对准标记和键合工艺,实现了≤10 μm的对准误差。通过多个金属矩形微同轴线的微组装,初步展示了使用单层金属矩形微同轴线构建射频开关矩阵单元的能力。

超音速同轴气动雾化降尘技术

在煤矿开采过程中伴随大量的呼吸性粉尘产生,严重危害工人健康。喷雾技术作为应用最为广泛的降尘技术,具高效、清洁等优点,但现有的喷雾技术对呼吸性粉尘的捕获能力不强,雾化效率低。为解决该问题,研发了超音速同轴气动雾化技术。通过实验和数值模拟的方法对该技术的雾化特性进行了研究,并基于自行设计的降尘实验平台对比了超音速汲水虹吸气动雾化降尘技术与超音速同轴气动雾化降尘技术的降尘特性。同时通过2种技术的隔尘对比实验揭示了粉尘在超音速动力微雾幕作用下的沿程沉降机理。结果表明:在不同气动压力下,超音速同轴雾化降尘装置所采用的同轴探针注水方式大幅降低了探针结构对超音速流场能量的损耗,显著提高了雾化效率,产生了大量11μm以下、空间分布均匀的高速雾滴群,与虹吸雾化装置相比,粒径减小了12%~50%,在喷雾流场中形成了大范围高速细雾区域。雾滴场与粉尘场的耦合效果,可以由粉尘的瞬时分散度表征,并由雾滴场特性的分布特征决定。不同时刻,各个粒径区间的分级降尘效率的变化趋势不同,在不同压力下对总的降尘效率的贡献不同。超音速同轴雾化技术产生的大范围高速细雾易于捕集呼吸性粉尘,PM0~PM2.5的分级效率在75%以上,最高可达90%。压力的增大使高速细雾范围增大,有利于对微细颗粒的捕集。含尘气流在有限空间运移过程中粉尘在超音速动力微雾幕作用下的沿程沉降过程可划分为雾滴捕尘区、凝并沉降区、蒸发逃逸区。在不同区域雾滴与粉尘不同的行为与浓度分布,是受到喷雾气流及气载风流曳力运移,高速微雾碰撞捕捉、雾滴凝并沉降、雾滴蒸发失重作用的结果。

基于PASCO系统的数字化开尔文电桥

在开尔文电桥法测电阻电路的基础上,结合同轴电阻、PASCO系统、微小信号放大器等仪器,实现了数字化测量。避免繁琐调节步骤的同时,减小了由于待测电阻长时间通电,温度变化所导致的测量误差。使用该方法测量铜的电阻率及电阻率温度系数,与标准值相比,测量误差较小,说明使用该方法减小测量过程中由于温度变化所导致的误差具有可行性。

预装式疏水性丙烯酸酯类人工晶体和同轴微切口对年龄相关性白内障疗效分析

目的探讨与分析预装式疏水性丙烯酸酯类人工晶体和同轴微切口对年龄相关性白内障的疗效影响。方法选择2020年8月—2023年5月在蓝田华阳眼科医院诊治的80例年龄相关性白内障患者作为研究对象,根据随机数表法将其分为对照组和研究组,每组40例。所有手术均由同一位医师完成,都采用预装式疏水性丙烯酸酯类人工晶体植入,研究组行2.2 mm同轴透明角膜隧道微切口,对照组行3.0 mm透明角膜隧道切口,比较两组的最佳矫正、并发症发生情况、角膜散光度与前房深度变化情况。结果研究组术后1周与术后1个月的最佳矫正视力都高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组术后1个月的最高矫正视力与术后1周相比都升高,差异有统计学意义(P<0.05)。研究组术后1个月的角膜水肿、眼内炎、晶体混浊、囊膜破损等并发症发生率显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。研究组术后1周与术后1个月的角膜散光度都低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组术后1个月的角膜散光度与术后1周相比都降低,差异有统计学意义(P<0.05)。研究组术后1周与术后1个月的前房深度都高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);研究组与对照组术后1个月与术后1周的前房深度比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论预装式疏水性丙烯酸酯类人工晶体联合同轴微切口在年龄相关性白内障患者的应用并不会影响患者的前房深度,能减少角膜散光度,提高患者的术后视力,减少并发症的发生。

超宽带矩形微同轴平面对数周期天线

在宽带电子系统轻量化的需求下,基于MEMS矩形微同轴技术设计了10 GHz~50 GHz的超宽带平面对数周期天线。天线采用三节矩形微同轴阻抗变换实现160Ω到50Ω的宽频带阻抗匹配,并通过矩形微同轴转共面波导进行馈电。为展现微同轴的馈电优势,验证设计的微同轴平面对数周期天线性能,制备了50Ω矩形微同轴传输线和天线实物并进行了测试。实测结果表明,在10 GHz~50 GHz频段内,矩形微同轴传输线传输损耗<0.22 dB/cm,两根间隔0.15 mm的矩形微同轴传输线间隔离度>60 dB。天线实测反射系数<-8 dB,增益>4 dBi,增益波动<1.6 dB。

同轴微切口白内障超声乳化术治疗白内障的临床效果

目的探讨同轴微切口白内障超声乳化术治疗白内障的临床效果。方法选取我院2017年5月至2020年9月收治的300例白内障患者(385眼),按照随机数字表法将其分为对照组(150例,190眼,双手微切口白内障超声乳化术)和研究组(150例,195眼,同轴微切口白内障超声乳化术)。比较两组的前房稳定情况、角膜水肿发生情况、最佳矫正视力、角膜内皮细胞密度、手术性散光度、房水内炎性介质水平及泪膜功能。结果两组的角膜褶皱、前房塌陷发生率比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。术后1、3、7 d,研究组的角膜水肿发生率均低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后7 d,研究组的最佳矫正视力、角膜内皮细胞密度均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后1、3、7 d,研究组的手术性散光度数均低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后3 d,研究组的白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后7 d,研究组的泪膜破裂时间(BUT)、基础泪液分泌实验(SⅠT)长于对照组,角膜荧光素染色(FLS)低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论同轴微切口白内障超声乳化术治疗白内障的效果显著,可减轻对患者角膜内皮的损伤,降低术后角膜水肿发生率,提高视力,减轻术后炎症反应,保护患者泪膜功能。

非共轴特性对岩土材料应变局部化行为影响的数值研究

基于传统连续介质力学的弹塑性本构模型默认主应力和主塑性应变率是共轴的,无法对土体分岔作出准确预测,同时由于其不包含任何内部长度参数,亦无法对剪切带的发展演化作出正确描述。为此,建立了一个基于微极理论的非共轴弹塑性本构模型,并编写了ABAQUS用户单元子程序(user-defined element,UEL),通过简单剪切实验验证了程序的正确性。通过平面应变压缩实验研究了岩土材料非共轴特性对剪切带的萌生、宽度和演化的影响,并与基于经典连续体理论的结果进行比较。发现基于微极理论的非共轴弹塑性模型不仅能够准确预测剪切带的萌生,而且能够很好地描述非共轴特性对剪切带宽度的影响。

基于金刚石NV色心的微角度测量方法

微角度检测在超高精密测量技术中有着重要的作用。研发了一种基于金刚石氮空位(NV)色心的微角度测量方法,其中NV色心作为微角度检测敏感单元,共轴磁铁作为传感单元,由于共轴磁铁和金刚石NV轴之间不同夹角下的磁场强度变化引起金刚石NV色心自旋能级波动,从而使得光学探测磁共振(ODMR)信号漂移,通过闭环频率锁定技术的实时追踪实现微角度的检测。并对微角度测量进行了理论分析和实验测试,理论和实验结果基本一致。同时,通过该方法获得了微角度传感检测的灵敏度为200 mV/deg,分辨率为10 mdeg,系统的等效角度均方根噪声为0.69 mdeg/Hz^(1/2)。该方法为高灵敏度、高分辨率的微角度检测提供了新的手段,同时实时追踪金刚石多个NV轴,可实现姿态矢量微角度检测。

静电纺丝技术制备TiO_2@SiO_2亚微米同轴电缆与表征

用静电纺丝技术成功制备出大量的TiO2@SiO2亚微米同轴电缆.用TGA-DTA,XRD,SEM,TEM,EDS,FTIR分析技术对样品结构和组成进行了系统的表征.结果表明,得到的产物为TiO2@SiO2亚微米级同轴电缆,以无定型SiO2为壳层,晶态TiO2为芯层,电缆平均直径450nm,壳层厚度90nm,电缆长度>300μm,同时在样品中发现个别纤维呈现管状结构,对其形成机理进行了讨论.

基于MEMS的矩形微同轴技术研究现状

矩形微同轴技术已成为射频微电子机械系统(RF MEMS)的一个重要发展方向。矩形微同轴的电性能相比于传统的传输结构(如微带、共面波导等)在毫米波宽带领域具有巨大优势。从结构、性能等方面对矩形微同轴进行了简要分析。回顾了矩形微同轴技术在其发展的不同阶段出现的体硅刻蚀技术、EFABTM和PolyStrataTM技术,并对矩形微同轴的结构、加工工艺及射频性能等方面进行了简要分析。介绍了矩形微同轴技术在不同RF MEMS中的应用,并对获得的特性进行了讨论。矩形微同轴技术应用于高度集成的RF MEMS是发展的必然趋势,必将对传统射频电路的设计、制备及系统集成产生巨大影响。

同轴微切口白内障超声乳化术后角膜散光的临床观察

目的:评价2.2mm同轴微切口白内障超声乳化手术后角膜散光的变化。方法:老年性白内障患者56例78眼,将患者随机分为2组,2.2mm组38眼,3.0mm组40眼,分别行2.2mm同轴微切口白内障超声乳化联合人工晶状体(IOL)植入术及3.0mm常规白内障超声乳化联合IOL植入术,术后1,3mo评价术眼裸眼视力(uncorrected visual acuity,UCVA)、角膜散光、术源性角膜散光(surgically induced astigmatism,SIA)。结果:术后1mo,2.2mm组角膜散光为0.85±0.42D,3.0mm组角膜散光为1.18±0.37D,两组角膜散光比较有统计学差异(P<0.05)。术后3mo,2.2mm组角膜散光为0.74±0.40D,3.0mm组角膜散光为1.00±0.30D,两组角膜散光比较有统计学差异(P<0.05)。术后1mo和3mo,3.0mm组的SIA大于2.2mm组(P<0.05),3.0mm组术后1mo平均SIA大于术后3mo平均SIA(P<0.05),2.2mm组术后1mo和3mo SIA没有统计学差异(P>0.05)。术后UCVA,在术后1mo和3mo,2.2mm组均优于3.0mm组。结论:2.2mm同轴微切口白内障超声乳化手术后能产生更小的SIA和更好的UCVA。

同轴1.8mm与3.0mm切口白内障超声乳化手术临床效果对比观察

目的比较1.8 mm同轴微切口与3.0 mm标准切口白内障超声乳化手术的临床效果。方法选取我院2011年4月至2012年4月年龄相关性白内障37例(39眼),分别行1.8 mm同轴微切口(22例,23眼)及3.0 mm标准切口(15例,16眼)白内障超声乳化联合人工晶状体植入术。术中记录平均超声能量和有效超声乳化时间,术后1 d、1周、1个月及3个月检查裸眼视力(uncorrected visual acuity,UCVA)、最佳矫正视力(best corrected visual acuity,BCVA)、屈光状态、角膜内皮细胞计数、中央角膜厚度、前房深度、术源性散光、黄斑中央厚度等。结果术中微切口组和标准切口组所用有效超声乳化时间分别为(6.99±4.90)s、(10.56±9.13)s,差异无统计学意义(t=-0.97,P=0.35);所用平均超声能量分别为(17.28±9.55)%、(24.47±9.60)%,差异有统计学意义(t=-2.17,P=0.03)。两组术前、术后1 d UCVA、BCVA组间比较差异均无统计学意义(均为P>0.05);术后1周UCVA组间比较差异有统计学意义(P<0.05);术后1周、1个月BCVA及术后1个月UCVA组间比较差异均无统计学意义(均为P>0.05)。术前、术后1周两组角膜内皮细胞数差异均无统计学意义(t=0.54、-0.95,P=0.59、0.35)。术前、术后1周两组患者黄斑中央厚度差异均无统计学意义(t=-0.81、0.41,P=0.44、0.69)。术前、术后1 d两组患者前房深度差异均无统计学意义(t=0.60、-0.50,P=0.55、0.64)。两组手术前后中央角膜厚度差异有显著统计学意义(t=-3.56、-3.28,P=0.00、0.00),术前、术后1 d组间比较差异均无统计学意义(t=1.52、1.11,P=0.14、0.27)。角膜中心3.0 mm及5.0 mm范围内,微切口组术后1周术源性散光均低于标准切口组,差异有统计学意义(t=-2.98、-2.19,P=0.00、0.03)。结论同轴1.8 mm微切口白内障超声乳化手术有效超声乳化时间缩短,术源性散光小、回退快,术后视力恢复较迅速,是一种安全有效的手术方式。

非共轴螺旋面微孔钻钻尖的数学模型

根据深微孔加工的特点，阐述了研究钻削深微孔用新型钻尖的重要性；建立了新型钻尖（非共轴螺旋面钻尖）后刀面和前刀面的数学模型；介绍了主切削刃的求解方法以及非共轴螺旋面钻尖后刀面的刃磨原理；得到了给定刃磨参数下钻尖的计算机仿真结果．

同轴静电纺丝再经两步后处理制备PAN基中空碳纤维

采用聚丙烯腈(PAN)溶液作为壳层,甲基硅油作为芯层,利用同轴静电纺丝技术制备出外径为3μm的同轴PAN复合纤维,经过预氧化和炭化后可以制得直径约为1μm的中空碳纤维.采用扫描电镜(SEM)观察中空纤维形貌.傅立叶红外光谱分析仪(FTIR)表征了热处理前后纤维成分变化.分析了同轴射流结构、芯液/壳液流速比Vin/Vout对中空结构的影响.研究表明,同轴内针尖伸出外针尖的距离Zp是影响同轴射流形成的主要因素,伸出长度Zp约为外针孔半径rout的1/2时得到同轴射流,Zp>0.7rout时从冠状锥体周围产生许多射流,不能在锥顶部形成同轴射流.芯液/壳液流速比Vin/Vout对中空结构的形成有较大影响,当Vin/Vout=0.5时得到多孔纤维,增大芯液流速,当Vin/Vout=1时得到中空纤维,继续增大Vin/Vout=2时得不到同轴射流.

铜基空气微同轴工艺技术

铜基空气微同轴传输线是由悬空的中心内导体、将其包围的接地外导体和周期性介质支撑结构组成。与传统的平面微带器件相比,基于微同轴工艺研制的毫米波器件具有宽频带、高隔离度、低损耗、高功率容量等特点,同时又保留了平面微带器件集成度高等优势。系统地研究了铜基空气微同轴结构及制备工艺,并利用该工艺制备了W波段微同轴传输线和功率合成器。样件测试结果显示,基于微同轴技术的射频器件在高频下表现出可以与波导结构制作的器件相比拟的插入损耗和合成效率,在110 GHz处实测的传输线插入损耗≤0.045 dB/mm,功率合成器的一级合成效率(即两路合成)大于92%。该测试结果证明了微同轴结构及工艺的有效性和可靠性。

2.2mm同轴微切口白内障超声乳化术治疗白内障患者的疗效分析

分析2.2 mm同轴微切口白内障超声乳化术治疗白内障患者的疗效。方法选择2014年6月至2015年6月宝鸡市人民医院收治的白内障手术患者128例,按照随机数字表法分为观察组和对照组,各64例。观察组采取2.2 mm同轴微切口白内障超声乳化术,对照组采取常规3.2 mm标准切口同轴白内障超声乳化术。观察比较1周后两组患者术后视力和角膜散光改善情况,角膜内皮个数及患者满意度和并发症情况。结果术后1周,观察组总有效率高于对照组[98.4%(63/64)比85.9%(55/64)],差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,观察组视力高于对照组(0.68±0.12比0.52±0.11),角膜散光低于对照组[(0.69±0.11)°比(1.12±0.13)°],角膜内皮个数高于对照组[(2679±68)个比(2425±72)个],差异有统计学意义(P<0.01)。观察组总并发症发生率低于对照组[21.9%(14/64)比93.8%(60/64)],满意度高于对照组[95.3%(61/64)%比84.4%(54/64)],差异有统计学意义(P<0.05)。结论 2.2 mm同轴微切口白内障超声乳化术在白内障治疗中,能够有效地改善患者视力和角膜散光,减少并发症的发生,缩短患者康复时间,其治疗效果优于常规的3.2 mm标准切口同轴白内障超声乳化术,是治疗白内障比较理想的术式。

主应力轴纯旋转条件下原状黏土变形特性研究

采用空心圆柱扭剪仪对原状软黏土进行了不排水条件下的主应力轴纯旋转试验,即主应力轴旋转过程中平均主应力、剪应力和中主应力系数都保持不变。重点研究了中主应力系数对原状软黏土在主应力轴纯旋转条件下的孔压和变形特性的影响,基于试验结果对主应力轴纯旋转的影响机理进行了分析。试验结果表明:即使3个主应力的值都保持不变,原状黏土的孔压和应变也会随着主应力方向的旋转而累积,经历主应力轴的旋转后土体刚度减小;主应力轴连续旋转时主应变增量方向与主应力方向存在显著的非共轴现象;中主应力系数对主应力轴旋转条件下孔压和应变的开展以及刚度衰减有显著的影响,而对非共轴特性的影响较小。电镜扫描结果表明经历主应力轴旋转后黏土颗粒破碎聚集成较大的团粒,大孔隙显著减少,颗粒和孔隙分布趋于均匀,主应力轴旋转的影响机理可以归结为主应力轴旋转对土体微观结构的扰动和破坏。

1.8mm同轴微切口超声乳化白内障吸出术对角膜内皮细胞的损伤及修复研究

目的探讨同轴微切口超声乳化白内障吸出术对角膜内皮细胞的损伤及其修复特点。方法选取2011年1月至2013年12月我院收治的100例(100眼)年龄相关性白内障患者为研究对象,根据手术方式不同分为常规切口组和微切口组,分别行常规3.0 mm切口白内障超声乳化术和1.8 mm同轴微切口超声乳化白内障手术,使用角膜内皮显微镜于术前、术后1d、1周、1个月、3个月检查角膜内皮细胞密度和形态,对两组结果进行观察比较。结果两组术前角膜内皮细胞密度组间比较差异无统计学意义(P>0.05);两组术后不同时间角膜内皮细胞密度均低于术前,差异均有统计学意义(均为P<0.05);两组术后不同时间点组间比较,差异均无统计学意义(均为P>0.05)。两组术前六角形细胞比例组间比较,差异无统计学意义(P>0.05);两组术后不同时间六角形细胞比例均低于术前,差异均有统计学意义(均为P<0.05);两组术后不同时间点组间比较,差异均无统计学意义(均为P>0.05)。两组术前角膜内皮细胞变异系数组间比较,差异无统计学意义(P>0.05);两组术后不同时间角膜内皮细胞变异系数均高于术前,差异均有统计学意义(均为P<0.05);两组术后不同时间点组间比较,差异均无统计学意义(均为P>0.05)。两组术后1 d、1周中央角膜厚度增加明显,均高于术前,差异均有统计学意义(均为P<0.05),术后1个月、3个月逐渐恢复至术前水平,与术后1 d、1周比较,差异均有统计学意义(均为P<0.05);两组术前及术后不同时间点中央角膜厚度组间比较差异均无统计学意义(均为P>0.05)。结论同轴微切口白内障超声乳化手术进一步缩小了手术切口,术后恢复更快,是一种安全有效的手术方式。

基于柔性解耦梁和显微视觉的精密同轴定位系统

针对偶件装配对同轴度的要求,提出了一种基于柔性解耦梁和显微视觉技术的同轴定位调整系统。为满足同轴度在线调整和轴套的位姿保持,设计了一种"田"字型两自由度柔性解耦梁机构,并结合微动平台和夹具来实现同轴度调整时零件轴的精确定位。根据力学原理,建立了柔性梁的刚度模型,结合有限元法进行仿真分析,确定出梁的结构参数尺寸。对同轴定位调整系统中的显微视觉功能和过程进行了设计,并通过Hough算法实现精密同轴定位的实时检测功能,计算出同轴偏差作为调整的数值依据。大量的同轴定位调整实验显示,同轴度定位精度优于8μm,同时大大提高了装配效率。结果表明,该定位调整系统为器件的装配提供了精确的定位参数,可以准确、高效地实现定位装配。