长春工业大学 机电工程学院，吉林 长春 130012
为了解决纳米压印过程中填充率低下，压印图案易发生形变等问题，提出了一种新型振动辅助纳米压印方法。在压印过程中对压印胶施加横向的振动，增大了压印力，从而提高了填充率。运用时域有限差分法（finite difference time domain, FDTD），在波长300 nm～1 000 nm范围内，数值模拟了不同光栅结构，得到了光栅结构参数变化对其吸收率的影响规律。在振动辅助装置上进行振动辅助纳米压印实验，实验结果表明：与传统纳米压印技术相比，压印胶的填充率提高了30％，并改善了压印后微结构的表面形貌，减少了缺陷。
振动辅助 纳米压印 光栅结构 填充率 vibration-assisted nanoimprint grating structure filling rate
采用计算机辅助工程分析技术(CAE)对某空间光学遥感器反射镜支撑结构进行设计和分析,针对其在自重工况下满足结构刚度要求的同时热尺寸稳定性显著超差的情况,对支撑结构进行改进,变刚性支撑为柔性支撑,弱化结构刚度,增强结构的柔性。通过对改进后的结构进行建模和仿真分析,调整柔节参数,使反射镜组件在自重工况下满足结构刚度要求的同时,具有良好的热尺寸稳定性,镜面面形精度达到成像质量要求,即PV 值不大于63.2 nm。通过进一步对整个组件结构进行动力学分析可知,结构在正弦扫描和随机振动工况下不会发生颤振、疲劳和破坏。仿真分析结果表明:在柔性结构的调节作用下,反射镜在力和热两种环境约束工况下,面形精度均满足成像质量要求,结构尺寸稳定性好,说明这种柔性支撑结构合理可行。
光学反射镜 计算机辅助工程分析 柔性支撑结构 尺寸稳定性 optical reflector computer aided engineering flexible supporting structure stability of dimension
针对某空间光学遥感器的圆形球面反射镜设计了一温升变形调节柔性结构件，对其力学模型及柔节参数进行了理论分析，并采用计算机辅助工程分析技术(CAE)对反射镜组件结构进行建模和仿真分析，以解决反射镜在力学环境下满足结构刚度要求，而热环境下面形精度显著超差的状况，使反射镜结构刚度满足力学要求的同时，具有良好的热尺寸稳定性，达到遥感器成像质量要求。分析结果表明：在柔性结构的调节作用下，反射镜在力和热两种环境约束工况下，面形精度满足成像质量要求,PV 值均小于63.2 nm，进而说明了这种柔性调节结构在实际结构中是合理可行的。
光学反射镜 计算机辅助工程 柔性结构 热尺寸稳定性 optical reflector computer aided engineering flexible structure stability of thermal dimension
1 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033
2 长春工业大学,机电学院,吉林,长春,130012
对实体模型位移场与应力场的收敛速度及分析精度进行了较为深入的研究,从理论上分析了位移有限元法位移解与应力解的求解方法,得出了位移场、应力场收敛速度之间的关系以及应用不同阶次单元对分析精度影响的理论结论.针对具体实例,用六面体一次、二次单元进行了有限元建模及位移场、应力场的分析求解,得出了较为精确的结果,建立了网格密度与场函数解逼近精确解速度的关系,与理论分析结论相符合.确立了根据此理论进行实体模型分析单元选择和网格划分的相对普遍原则.
位移场 应力场 收敛速度 分析精度
1 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130022
2 长春工业大学,机电学院,吉林,长春,130012
分析了传统机械进给机构的特点,设计了一种集磁悬浮和线性驱动技术为一体的精密进给平台机构,此机构采用直线同步电机对悬浮的平台机构提供驱动力.这种驱动方式避免了传统驱动方式造成的摩擦、弹性变形、滞后和非线性误差,实现了平台进给机构在水平和垂直两方向的无接触支撑和导向.针对磁悬浮平台进给机构设计了直线同步电机的结构,并对直线电机产生的磁力进行分析计算.直线驱动技术在磁悬浮平台进给机构中的应用使进给系统具有响应?焖佟⒏斩雀咭约岸ㄎ痪返奶氐?能够满足微电子设备高精度、高效率和超洁净加工的需要.
直线驱动 磁悬浮平台 直线同步电机 数字PID控制
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130022
2 吉林大学,机械科学与工程学院,吉林,长春130025
利用磁悬浮技术将铁磁性平台悬浮在磁场中,通过线性电机无接触驱动,结合控制技术实现平台的快速精密定位.合理的设计将悬浮力和导向力两个磁悬浮系统合二为一,即结构简单,控制容易又能获得精确的导向精度.选用线性同步电机,避免了感应电机磁场感应所产生的法向力对平台的振动作用,有利于悬浮系统的控制.悬浮系统无接触,无摩擦,克服了磨损、金属粉尘及油脂污染等问题;无接触线性驱动减少了机械联结件,消除了联结间隙,减轻了重量,能有效提高动态响应频率和定位精度;这些使定位平台能够满足现代信息产业对超洁净制作环境和高精度、高效率的要求.
磁悬浮 定位平台 线性电机 无接触驱动 Hopf分叉
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130022
全自动金丝球焊机是微电子封装设备中的核心设备,它是集精密机械、自动控制、图像识别、计算机应用、光学、超声波焊接等多领域技术于一体的现代高技术微电子生产设备.工作原理是通过X-Y工作台和焊头的三维运动控制,定位并拉出设定的金丝线型,采用超声波热压球焊方法焊接芯片管脚.技术路线是应用光机电一体化技术和采用CAD/CAE技术手段进行研制与开发.超声球焊和高速高精度运动定位技术是关键技术.为使球焊机达到高速高精度焊接的要求,应用CAD/CAE技术对球焊机关键部件X-Y工作台及焊头进行CAD建模的概念设计、有限元力学分析和结构优化设计.
金丝球焊机 微电子封装设备 机电一体化 CAD/CAE
