检索结果-内蒙古大学图书馆

光学精密工程 2023年第13期31卷 1941-1949页

作者：于硕王玮李文昊吉日嘎兰图中国科学院长春光学精密机械与物理研究所国家光栅制造与应用工程技术研究中心吉林长春130022

机械刻划是以中阶梯光栅为主导的大闪耀角、高衍射级次光栅的主要加工方法,其大闪耀角特性使中阶梯光栅的刻划加工难度大幅增加。当光栅刻划刀对刃误差较大,或刀具非力平衡设计时,刻划过程中刀具会受到较大水平扭矩,易导致刀具颤振现象... 详细信息

机械刻划是以中阶梯光栅为主导的大闪耀角、高衍射级次光栅的主要加工方法,其大闪耀角特性使中阶梯光栅的刻划加工难度大幅增加。当光栅刻划刀对刃误差较大,或刀具非力平衡设计时,刻划过程中刀具会受到较大水平扭矩,易导致刀具颤振现象,从而影响光栅质量。为抑制刀具颤振,提高光栅刻划稳定性,针对光栅刻划刀弹性支撑机构的颤振抑制性能开展研究,提出了双层平行弹簧支撑机构。通过有限元仿真对比分析了新旧刀架机构的结构刚度和模态特性,并利用加速度传感器测试了两种刀架机构的刻划刀具颤振状态,对比了两种刀架对颤振的抑制效果。结果表明,双层平行弹簧刀架机构受刻划扭矩时,在刀具夹持处及柔性铰链处的变形较传统刀架结构分别减少了36%和24%,一阶模态提升了2.8倍。颤振信号在时域下基线两侧幅值分别降低了13.6%及22.5%。光栅刻划实验表明,新机构有利于刻划制造中阶梯光栅,所提出的刀架优化设计方法和颤振抑制技术可为光栅刻划制造技术提供理论指导。

关键词：机械刻划法刻划刀架颤振信号中阶梯光栅

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应用于亚波长角向偏振金属光栅设计的快速收敛粒子群算法优化

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光学学报 2019年第7期39卷 8-16页

作者：朱春霖焦庆斌谭鑫王玮巴音贺希格中国科学院长春光学精密机械与物理研究所国家光栅制造与应用工程技术研究中心吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

提出了分步寻优的基于粒子位置调整惯性权重的粒子群算法(PDW-PSO),通过调用严格耦合波方法(RCWA)计算衍射效率,进行了光栅结构参数的优化。将PDW-PSO与惯性权重不变的粒子群算法(PSO)和基于迭代次数调整惯性权重的粒子群算法(IDW-PSO)... 详细信息

提出了分步寻优的基于粒子位置调整惯性权重的粒子群算法(PDW-PSO),通过调用严格耦合波方法(RCWA)计算衍射效率,进行了光栅结构参数的优化。将PDW-PSO与惯性权重不变的粒子群算法(PSO)和基于迭代次数调整惯性权重的粒子群算法(IDW-PSO)进行对比,结果表明PDW-PSO具有更快的收敛速度,相比于PSO和IDW-PSO,PDW-PSO的平均迭代次数分别从89.83和74减少至21.2,调用RCWA的次数分别从3144.05和2590下降至224。分析了波段匹配数对算法的影响, PSO和IDW-PSO的RCWA调用次数与波段匹配数呈等倍率增加,而PDW-PSO的RCWA调用次数的增加倍率小于波段匹配数的增加倍率。进行了算法准确度实验,在30次运行中,PDW-PSO与PSO、IDW-PSO正确收敛到最优值的次数相近,误差值不超过6.6%;随着粒子数的增加,三种方法的准确度都有所提高,粒子数达到27后基本都可以保证收敛到最优。

关键词：光栅亚波长角向偏振金属光栅粒子群优化算法基于粒子位置调整惯性权重收敛速度

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扫描干涉场曝光系统中光束对准误差及其控制

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光学学报 2017年第7期37卷 239-248页

作者：王玮巴音贺希格潘明忠宋莹李文昊中国科学院长春光学精密机械与物理研究所国家光栅制造与应用工程技术研究中心吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

为了提升扫描干涉场曝光光束对准精度,保证制作的光栅掩模槽形的质量,建立了曝光光束对准误差模型,利用模型对光束对准误差进行了分析。同时为了满足系统对光束重叠精度的要求,设计研制了光束自动对准系统,并对曝光光束进行了对准实验... 详细信息

为了提升扫描干涉场曝光光束对准精度,保证制作的光栅掩模槽形的质量,建立了曝光光束对准误差模型,利用模型对光束对准误差进行了分析。同时为了满足系统对光束重叠精度的要求,设计研制了光束自动对准系统,并对曝光光束进行了对准实验。分析结果表明,当光束存在较大对准误差时,光栅基底表面曝光对比度大幅下降,而且由于采用步进扫描的曝光方式,光刻胶表面出现了各处曝光不均匀的现象,影响光栅掩模槽形的质量。设计的对准系统可以对光束角度与位置进行对准调节,系统整体表现出良好的收敛性能,多步调节后可使光束位置对准精度优于10μm,光束角度对准精度优于9μrad。这样的曝光光束对准精度可以满足系统要求,达到了预期的设计目的。

关键词：光学设计光栅扫描干涉场曝光光束对准曝光对比度位置解耦角度解耦

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小型宽波段凹面全息光栅单色仪的优化设计

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光学学报 2012年第2期32卷 248-254页

作者：曾瑾巴音贺希格李文昊李林王光珍王丽莉孔德鹏姬江军张亚军中国科学院长春光学精密机械与物理研究所国家光栅制造与应用工程技术研究中心吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100049

随着户外物性分析实验的日渐增多,开发轻小型、便携式,且响应波段范围宽的光谱仪器的需求越来越迫切。根据凹面全息光栅均方根优化理论,设计了一款轻小型宽波段单色仪。该单色仪主要由三块IV型凹面全息光栅和上下两层可旋转的平台组成,... 详细信息

随着户外物性分析实验的日渐增多,开发轻小型、便携式,且响应波段范围宽的光谱仪器的需求越来越迫切。根据凹面全息光栅均方根优化理论,设计了一款轻小型宽波段单色仪。该单色仪主要由三块IV型凹面全息光栅和上下两层可旋转的平台组成,三块光栅对称地固定于上层平台上,由一台步进电机带动上层平台旋转实现光栅之间的切换,另一台步进电机带动下层平台旋转实现单块光栅的扫描。三块光栅的响应波长范围分别为400～1000,1000～1700和1700～2500nm,其理论分辨极限分别优于2.5,2.8和4.0nm。并对三块光栅的制作误差和双层平台结构误差进行了分析,结果表明,在能够保证的误差范围内,该单色仪的光谱质量可以较好地满足户外光谱分析的要求。

关键词：光栅凹面全息光栅单色仪消像差

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扫描干涉场曝光光束自动对准及其收敛性分析

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中国激光 2016年第12期43卷 170-177页

作者：王玮巴音贺希格宋莹姜珊潘明忠中国科学院长春光学精密机械与物理研究所国家光栅制造与应用工程技术研究中心吉林长春130033 中国科学院大学大珩学院北京100049

光束自动对准技术是扫描干涉场曝光系统中的关键技术之一,两曝光光束位置与角度的重合程度直接影响所制作光栅掩模的槽型质量。针对光束对准过程中光束调整的两个运动维度之间存在相互耦合的情况,推导了存在耦合时对准算法的收敛条件,... 详细信息

光束自动对准技术是扫描干涉场曝光系统中的关键技术之一,两曝光光束位置与角度的重合程度直接影响所制作光栅掩模的槽型质量。针对光束对准过程中光束调整的两个运动维度之间存在相互耦合的情况,推导了存在耦合时对准算法的收敛条件,并分析了光路中反射镜与解耦平面之间存在的装调误差对对准性能的影响。分析得出,装调误差降低了光束对准系统性能,甚至导致对准算法发散,通过调节光路中反射镜M_2和解耦平面的距离L_2与反射镜M_1和解耦平面的距离L_1的比值L_2/L_1可以优化系统的收敛性能。实验结果表明,当L_2/L_1较大时对准系统调节性能较差,收敛速率较低;当L_2/L_1较小时光束对准系统可以快速地收敛到目标位置,有效地对光束进行对准调节。推导证明与模拟分析可为光束对准系统以及整个曝光光路的设计提供理论指导。

关键词：光栅扫描干涉场曝光系统光束对准收敛性能装调误差

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扫描曝光系统中二维工作台x轴测量镜的面形在线检测

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中国激光 2017年第1期44卷 225-230页

作者：刘兆武李文昊巴音贺希格宋莹姜珊李晓天吕强中国科学院大学大珩学院北京100049 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所国家光栅制造与应用工程技术研究中心吉林长春130033

为了提高二维工作台的定位精度,提出了一种在线检测二维工作台x轴测量镜面形的方法。无需y轴测量镜,利用三路激光干涉仪检测工作台x轴测量镜的二次微分信息,对所得数据进行二次积分得到工作台测量镜的精确面形。分析了零点误差对工作台... 详细信息

为了提高二维工作台的定位精度,提出了一种在线检测二维工作台x轴测量镜面形的方法。无需y轴测量镜,利用三路激光干涉仪检测工作台x轴测量镜的二次微分信息,对所得数据进行二次积分得到工作台测量镜的精确面形。分析了零点误差对工作台测量镜面形误差检测的影响,并提出了相应的校正方案。对所提出的方法进行了理论推导和实验验证,结果表明,所提方法的检测重复精度优于2.6521nm,验证了该方法对工作台测量镜面形误差检测的正确性,并且可对工作台x轴测量镜的面形误差进行实时补偿。

关键词：测量光检测技术二维工作台测量镜面形光栅激光干涉仪

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HgCdTe短波红外焦平面探测器校正技术

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光学学报 2019年第2期39卷 17-22页

作者：陈建军崔继承刘嘉楠刘建利姚雪峰杨晋孙慈中国科学院长春光学精密机械与物理研究所国家光栅制造与应用工程技术研究中心吉林长春130033 中国科学院大学大珩学院北京100049

在短波红外成像光谱技术的应用背景下,对HgCdTe短波红外焦平面探测器的校正技术进行研究,包括坏像元校正和非均匀性校正,并提出先进行坏像元校正后进行非均匀性校正的探测器校正原则;在标准辐射源下,对正常像元的输出值进行正态分布拟合... 详细信息

在短波红外成像光谱技术的应用背景下,对HgCdTe短波红外焦平面探测器的校正技术进行研究,包括坏像元校正和非均匀性校正,并提出先进行坏像元校正后进行非均匀性校正的探测器校正原则;在标准辐射源下,对正常像元的输出值进行正态分布拟合,并通过3σ准则设定正常像元输出值阈值的方法,确定探测器中坏像元的数量与位置,然后根据短波红外成像光谱技术的应用要求,对坏像元进行光谱二邻域均值替换;坏像元校正完成后,再采用运算量小、实时性强的两点法对探测器进行非均匀性校正。综合校正结果表明:探测器坏像元得到有效剔除,坏像元输出值得到良好校正,且非均匀性校正效果明显,图像细节更加丰富。

关键词：探测器校正技术 HgCdTe 红外焦平面探测器坏像元校正非均匀性校正

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铝膜层数对机械刻划光栅塑性成槽过程的影响

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塑性工程学报 2021年第10期28卷 141-147页

作者：张宝庆于硕吉日嘎兰图韦赟杰庞壮长春理工大学机电工程学院吉林长春130022 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所国家光栅制造与应用工程技术研究中心吉林长春130022

为揭示铝膜层数对光栅机械刻划过程中铝膜弹塑性变形过程的影响,对不同铝膜的微观结构及力学特性进行观察与测量。建立了基于混合率方法的两相晶粒铝膜模型,利用有限元方法对刻划过程中各模型的应力分布传递规律及弹塑性变形规律进行了... 详细信息

为揭示铝膜层数对光栅机械刻划过程中铝膜弹塑性变形过程的影响,对不同铝膜的微观结构及力学特性进行观察与测量。建立了基于混合率方法的两相晶粒铝膜模型,利用有限元方法对刻划过程中各模型的应力分布传递规律及弹塑性变形规律进行了研究,对比了不同层数铝膜在刻划过后的槽型情况。结果表明,应用两相晶粒模型可实现对分层铝膜塑性变形规律的表征。靠近刻槽底部的分层界面储存有压应力,阻碍下方晶粒内部拉应力的释放,减小了薄膜的回弹量。相同膜厚下,随着铝膜层数的增加,薄膜的塑性变形逐渐增强。形成的刻槽底角不断减小并接近刀尖角,单层、3层和4层铝膜与刀尖角的差值分别为18.5°、16.3°和15.2°。同时三者的刻槽深度与刻划深度的差值分别为0.848、0.816和0.797μm,侧向隆起高度分别为1.178、1.205和1.326μm。

关键词：中阶梯光栅机械刻划塑性变形晶界两相晶粒模型纳米压痕实验

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机械刻划层分结构铝膜刀具磨损研究

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制造技术与机床 2024年第2期 111-116页

作者：张宝庆马群安阳杰吉日嘎兰图石广丰吴铁华长春理工大学机电工程学院吉林长春130022 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所国家光栅制造与应用工程技术研究中心吉林长春130022 中国第一汽车集团有限公司质量保证部新能源及动力总成质量部吉林长春130022

掌握机刻光栅刀具磨损机理是稳定制备大面积光栅的关键,由镀制工艺决定的具有层分结构铝膜是机刻光栅的首选膜坯。为获取光栅机械刻划过程中层分构铝膜对金刚石刻划刀具磨损影响规律,首次开展层分构铝膜力学性能测试与刀具刻划磨损规律... 详细信息

掌握机刻光栅刀具磨损机理是稳定制备大面积光栅的关键,由镀制工艺决定的具有层分结构铝膜是机刻光栅的首选膜坯。为获取光栅机械刻划过程中层分构铝膜对金刚石刻划刀具磨损影响规律,首次开展层分构铝膜力学性能测试与刀具刻划磨损规律研究,采用纳米压痕实验测得层分构铝膜硬度与弹性模量分别为0.48 GPa与65.2 GPa,满足Hall-Petch强化理论。据此,首次运用Deform 3D有限元分析软件建立层分构铝膜模型,将刻深位置设置在铝膜层分界面位置,分别对刻深在2μm与4μm的单层与4层铝膜进行刻划仿真后发现,分层膜界面对于其应力传递影响作用明显,且刻深突破第一、二层铝膜界面时,该界面对于应力传递的阻碍作用消失;不同刻深刻划单层和4层铝膜时刀具磨损形式与磨损部位大体相同,但刻划4层铝膜时刀具磨损较小,与后续机刻试验结果相符。

关键词：中阶梯光栅机械刻划层分结构铝膜刀具磨损

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