压电陶瓷驱动的快刀伺服技术是加工光学自由曲面等复杂曲面的有效方法。为了突破压电陶瓷驱动快刀伺服机构的行程局限, 本文采用二级杠杆放大机构, 设计了一种压电陶瓷驱动的长行程快刀伺服机构, 实现了快刀伺服机构的长行程输出性能并消除了机构的寄生位移。基于伪刚体模型和拉格朗日原理对机构进行了动力学建模, 综合行程和固有频率性能优化了机构参数并进行了有限元仿真和实验验证。机构等效刚度和固有频率的理论模型和有限元仿真结果误差分别为6.4%和1.6%, 验证了理论模型的有效性。实验结果进一步表明, 所设计的快刀伺服机构可实现100 μm的输出行程同时具有730 Hz的固有频率, 验证了所设计机构用于快刀伺服加工的有效性。系统的闭环跟踪实验也验证了系统良好的跟踪性能。

采用高温固相法合成Ca0.8Zn0.2TiO3∶0.2%Pr3+,Si4+和Ca0.8Zn0.2TiO3∶0.2%Pr3+,Si4+,Lu3+荧光粉。通过X射线衍射仪、电子顺磁共振光谱仪、显微拉曼光谱仪和荧光光谱仪等表征了该系列荧光粉的物相组成、微观结构和发光性质。结果表明, 以β-Si3N4为硅源制备的荧光粉具有最佳的光学性能。加入ZnO后, 荧光粉由CaTiO3、Zn2TiO4和Ca2Zn4Ti16O38三相组成, 其中CaTiO3为主相。电子顺磁共振谱证实了Pr4+存在, Lu3+的添加使［Pr4+Ti3+O3］+簇显著增加, 电子顺磁共振谱和拉曼光谱均证实Si4+、Lu3+的掺杂使局部TiO6簇对称性提高, 有利于Pr3+发光中心的能量传递。在336 nm激发下, 荧光粉展示了很强的位于612 nm的红光发射(归属于Pr3+的 1D2 →3H4跃迁)及理想的红光色坐标(x=0.670, y=0.330)。Si4+和Lu3+的添加显著增强了370 nm激发下红光发射, Ca0.8Zn0.2TiO3∶0.2%Pr3+,3.2%Si4+荧光粉的余辉寿命最长。