光盘上集成的液体微透镜阵列与可重构超分辨成像

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作者 谷同凯 王兰兰 +5 位作者 国阳 蒋维涛 史永胜 杨硕 陈金菊 刘红忠 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期362-372,共11页

微透镜辅助显微镜实现超分辨成像观测,具有免标记、无损伤、实时、定域和环境兼容性好等优势.液体微透镜阵列具有均一、易操控的特性,可实现无复杂机械扫描与驱动的超分辨成像.然而,简单高效地精确控制成像距离是微透镜实现超分辨成像... 微透镜辅助显微镜实现超分辨成像观测,具有免标记、无损伤、实时、定域和环境兼容性好等优势.液体微透镜阵列具有均一、易操控的特性,可实现无复杂机械扫描与驱动的超分辨成像.然而,简单高效地精确控制成像距离是微透镜实现超分辨成像的关键技术挑战.本文利用紫外曝光技术,实现了光盘上光刻胶微孔深度的均一性.结合液体自组装技术,在微孔中填充甘油液滴,保证微透镜辅助超分辨的成像距离.在光学显微镜下实现了对226 nm光栅栅线的可重构超分辨观测与1.59倍成像放大.本文从液体微透镜的阿贝显微成像原理出发,通过理论与模拟解释了液体微透镜的成像放大与超分辨特性.由此可见,光盘上集成的液体微透镜阵列在光学纳米测量与传感等器件中展现了巨大的应用潜力. 展开更多

关键词 液体微透镜阵列 超分辨 成像放大 阿贝成像

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释放保型软压印光刻工艺 被引量：4

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作者 刘红忠 丁玉成 +4 位作者 卢秉恒 尹磊 蒋维涛 史永胜 邵金友 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期86-90,共5页

针对压印过程中模具与晶圆密贴度和压印面积的矛盾,提出释放保型软压印光刻工艺。此工艺包括五步加载过程,可充分挖掘压印图型转印误差根源以及图型转印保真度与阻蚀胶留膜厚度的内在矛盾。通过目标载荷量的调节与控制将模具弹性回弹调... 针对压印过程中模具与晶圆密贴度和压印面积的矛盾,提出释放保型软压印光刻工艺。此工艺包括五步加载过程,可充分挖掘压印图型转印误差根源以及图型转印保真度与阻蚀胶留膜厚度的内在矛盾。通过目标载荷量的调节与控制将模具弹性回弹调整到紫外光固化步骤前,消除压印过程的内在矛盾,实现压印面积由2 cm^2向8 cm^2的提升,同时保证阻蚀胶留膜厚度的要求。基于创新的释放保型软压印工艺,一套低成本及结构简单的压印光刻原型机被设计构建,一系列压印结果证明应用此工艺的压印光刻机具有同场压印不同面积、特征尺寸结构图型的多次复制能力。 展开更多

关键词 释放保型 弹性模具 软压印

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柔性水下悬停机器人的液气相变驱动及制造 被引量：4

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作者 张鸿健 韩捷 +2 位作者 蒋维涛 牛东 刘红忠 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期10-17,共8页

为解决传统水下机器人功耗大、噪声大、机电特征易被探测的缺点,受河鲀应激防御时体型变化的启发,设计并制造了一种基于液气相变驱动的柔性水下悬停机器人(简称悬停机器人)。机器人基体由柔性硅橡胶材料制成,内部预设一腔体,腔体内封装... 为解决传统水下机器人功耗大、噪声大、机电特征易被探测的缺点,受河鲀应激防御时体型变化的启发,设计并制造了一种基于液气相变驱动的柔性水下悬停机器人(简称悬停机器人)。机器人基体由柔性硅橡胶材料制成,内部预设一腔体,腔体内封装低沸点驱动液体(3M TM Novec TM 7000,沸点35℃),通过加热驱动液体使其发生液气相变,作用在内腔壁面上的饱和蒸气压使悬停机器人的体积发生变化从而改变悬停机器人的浮力;通过控制驱动温度实现悬停机器人的上浮下潜运动与定深悬停。实验表明:悬停机器人在自封装15 mL驱动液体时的驱动温度范围为50~100℃,最大可提供约为自重1.95倍的浮力;在驱动温度为53℃时,可实现定深悬停;在驱动温度范围内,浮力测量值误差小于5%。基于液气相变驱动的柔性水下悬停机器人回避了传统的机电驱动传动,自带工质,尺寸小质量轻,适合水下复杂环境作业;工作功耗小,驱动过程无噪声。 展开更多

关键词 水下监测 悬停机器人 液气相变驱动 定深悬停

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曲面仿生复眼透镜微复型过程变形分析 被引量：1

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作者 杨俊 蒋维涛 +1 位作者 王兰兰 刘红忠 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期121-125,共5页

针对大视场曲面仿生复眼透镜的制造难点,采用了一种基于气压辅助聚合物弹性体微复型的制造工艺,以实现大视场曲面微透镜阵列的快速、低成本制造。利用有限元软件(ABAQUS),对气压辅助微复型工艺过程中聚合物弹性体的大变形、曲面成型过... 针对大视场曲面仿生复眼透镜的制造难点,采用了一种基于气压辅助聚合物弹性体微复型的制造工艺,以实现大视场曲面微透镜阵列的快速、低成本制造。利用有限元软件(ABAQUS),对气压辅助微复型工艺过程中聚合物弹性体的大变形、曲面成型过程中微透镜的形变问题进行了仿真实验,得到了曲面成型过程中曲面轮廓对成型气压的依赖关系,以及不同纬度微透镜阵列的尺寸变化关系,并进行了相关工艺实验验证。结果表明,在气压辅助曲面成型过程中,成型曲面的轮廓为球面,其球面直径依赖于成型气压;曲面成型过程中,微透镜形变量沿曲面纬度方向基本一致,不同纬度上微透镜直径的增大率为9.45%～10.56%。由于在不同纬度处所制造的曲面复眼透镜的焦平面不同,因此曲面复眼透镜具有比平面微透镜阵列更大的视场。 展开更多

关键词 气压辅助成型 曲面复眼透镜 变形分析

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压印光刻中模具空间位姿的识别及仿真

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作者 蒋维涛 丁玉成 +1 位作者 卢秉恒 刘红忠 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期55-58,共4页

在纳米压印光刻中,为了减小模具与晶片的平行度误差,将精对正光栅标记的相对误差校正到半栅距范围之内,并建立了点光源映射的数学模型,对模具空间位姿的投影进行图像识别.在算法设计的基础上,建立了纳米压印光刻系统中的粗对正系统及其... 在纳米压印光刻中,为了减小模具与晶片的平行度误差,将精对正光栅标记的相对误差校正到半栅距范围之内,并建立了点光源映射的数学模型,对模具空间位姿的投影进行图像识别.在算法设计的基础上,建立了纳米压印光刻系统中的粗对正系统及其控制流程,通过仿真计算,可以将模型的转角计算精度控制在10-6rad以下,位置偏移量计算精度控制在1 nm以下,所建立的粗对正系统的检测精度可达到1μm以下,因此满足了压印光刻中下一步精对正系统的要求. 展开更多

关键词 纳米压印 点光源映射 粗对正

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三种配伍中草药复合水煎液腌制泡菜的品质及特色评定 被引量：2

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作者 刘芳 张毅 +3 位作者 胡春霞 孙瑞 陈辉祥 蒋维涛 《中国调味品》 CAS 北大核心 2018年第7期54-57,共4页

对黄芪、党参、当归3种配伍中草药复合水煎液腌制泡菜的品质及特色进行评定。实验采用浓度为0.6g/mL的复合水煎液腌制泡菜,发酵成熟后定评其感官,测定其理化和微生物指标。实验结果表明:泡菜感官综合评定为优,所检测理化指标均符合国家... 对黄芪、党参、当归3种配伍中草药复合水煎液腌制泡菜的品质及特色进行评定。实验采用浓度为0.6g/mL的复合水煎液腌制泡菜,发酵成熟后定评其感官,测定其理化和微生物指标。实验结果表明:泡菜感官综合评定为优,所检测理化指标均符合国家相关标准,未检出大肠菌群和致病菌。该产品质量高,风味独特,属新型药膳保健泡菜。 展开更多

关键词 药膳保健泡菜 黄芪 党参 当归 复合水煎液 pH值 感官评定 理化检测 微生物检测

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剩余电压测试仪的研制 被引量：2

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作者 张学浩 陈和芬 蒋维涛 《中国医疗器械杂志》 CAS 2001年第5期278-279,共2页

介绍了研制剩余电压测试仪的技术难点和设计框图。

关键词 剩余电压 输入阻抗 电压测试仪 研制

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步进式旋转光刻制备柱面微结构光栅模具

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作者 冯龙 蒋维涛 +2 位作者 刘红忠 史永胜 尹磊 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2013年第5期316-321,共6页

相对于常规光栅制造方法 (如机械刻划和光学曝光等工艺)而言,连续辊压印技术更易实现低成本、连续和高效的大面积制造。高精度栅结构辊压印圆柱辊模具的制备工艺技术是连续辊压印技术实现高精度光栅复制的关键技术。针对这一问题提出了... 相对于常规光栅制造方法 (如机械刻划和光学曝光等工艺)而言,连续辊压印技术更易实现低成本、连续和高效的大面积制造。高精度栅结构辊压印圆柱辊模具的制备工艺技术是连续辊压印技术实现高精度光栅复制的关键技术。针对这一问题提出了一种步进式旋转光刻工艺路线,将小区域的微结构光栅掩模通过步进式拼接曝光方式实现模具表面整周完整光栅的曝光。区别于传统平面曝光过程,筒形模具曲面曝光采用步进式旋转光刻工艺,其关键技术是:搭建高步进精度的旋转曝光工艺实验平台、解决筒形模具外径及光栅周期匹配问题和优化接近式拼接曝光工艺中的曝光间隙。通过理论分析和实验验证,得出了优化的步进旋转角度、筒形模具外径、光栅周期和接近式曝光间隙的条件,通过此工艺完成了柱面模具表面周期为20μm级的光栅结构的制备,为采用辊压印技术实现低成本、连续和高效大面积光栅制造创造了有利条件。 展开更多

关键词 辊压印 复制 步进式旋转光刻 曝光间隙 光栅

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一种变焦微镜的旋转扫描探头设计

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作者 王兰兰 谷同凯 +2 位作者 李蕊 蒋维涛 刘红忠 《中国科技论文》 北大核心 2017年第10期1097-1102,共6页

为了清晰地理解微机电系统和半导体器件内部的轮廓和工作机制,探索1种更为简单,可靠的调控方式,发挥液体微透镜阵列超光滑表面、良好的生物兼容性、大范围的连续变焦、可编程的实时/域操控特性,提出了1种利用立体成像技术对微机电系统... 为了清晰地理解微机电系统和半导体器件内部的轮廓和工作机制,探索1种更为简单,可靠的调控方式,发挥液体微透镜阵列超光滑表面、良好的生物兼容性、大范围的连续变焦、可编程的实时/域操控特性,提出了1种利用立体成像技术对微机电系统和半导体器件的立体轮廓测量方法。该方法围绕驱动控制机制对液体微透镜阵列变焦性能的影响,分析液体微镜光-热耦合驱动变焦的理论模型,设计1种新型采用变焦透镜作为轴向扫描方式的共焦显微系统,并利用其焦距变化实现无机械运动的轴向扫描。试验结果表明:采用光-热耦合驱动变焦液体微透镜工艺,可获得无需任何后期图像处理的立体成像。 展开更多

关键词 微机电系统 立体成像 变焦微镜 轴向扫描

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平面反射式二维光栅测量系统研究

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作者 刘红忠 史永胜 +8 位作者 尹磊 陈邦道 雷彪 蒋维涛 牛东 王兰兰 姜维 李国俊 Chen Jinju 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第3期280-288,共9页

针对超精密运动台的二维亚微米级精度同步测量需求,提出并建立了平面反射式二维光栅测量系统,研究了平面反射式二维光栅的平面位移同步测量方法,分析了平面反射式二维光栅测量系统的误差传递模型。通过Vold-Kalman滤波算法,对光栅信号... 针对超精密运动台的二维亚微米级精度同步测量需求,提出并建立了平面反射式二维光栅测量系统,研究了平面反射式二维光栅的平面位移同步测量方法,分析了平面反射式二维光栅测量系统的误差传递模型。通过Vold-Kalman滤波算法,对光栅信号中存在的高次谐波误差、幅值/相位误差进行实时修正和滤除。采用反正切细分算法和周期测量法对光栅正交脉冲的频率进行测量,实现对被测目标的高分辨率测量和实时运动速度测量。同时,构建了亚微米级测量精度的平面反射式二维光栅测量系统,测量范围为500 mm×500 mm,x、y方向的定位精度为±0.3μm,测量分辨率为0.005μm。 展开更多

关键词 测量 平面反射式二维光栅 反正切细分算法 亚微米级测量

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复合侧壁微结构增强被动微混合的数值模拟研究 被引量：1

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作者 陈锦岚 牛东 +1 位作者 蒋维涛 刘红忠 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2382-2388,共7页

受到微结构对局部流场的调控作用的启发,建立了具有复合侧壁微结构的T型被动式微混合器,通过COMSOL数值模拟,分析了具有复合侧壁微结构的被动式微混合器的流场特性与混合效率,研究其在低雷诺数下的分子扩散作用及较高雷诺数下的二次涡... 受到微结构对局部流场的调控作用的启发,建立了具有复合侧壁微结构的T型被动式微混合器,通过COMSOL数值模拟,分析了具有复合侧壁微结构的被动式微混合器的流场特性与混合效率,研究其在低雷诺数下的分子扩散作用及较高雷诺数下的二次涡旋效应。研究结果表明,对于分子扩散作用,复合微结构使得微通道内流通宽度减小,混合效果较好;对于二次涡旋效应,复合微结构使得微通道内二次涡旋的数量增加,能够有效提升混合效果。基于上述数值分析结果,在0.01≤Re≤50的工况下,采用复合侧壁微结构及最优的几何参数使得微混合器的混合指数达到了85%以上,与内置阻块型微混合器相比,内置复合侧壁微结构型微混合器具有较好的混合效果及较小的压降。 展开更多

关键词 被动式微混合器 侧壁微结构 分子扩散 二次涡流 数值模拟

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