作者单位
摘要
长春工业大学 机电工程学院,长春 130012
针对纳米压印过程中压印胶填充率低导致图案转移质量不佳,压印力过大损坏模板表面形貌等问题,提出一种基于压电驱动低频、低幅的振动辅助纳米压印方法制备光栅结构。在压印时施加横向一维振动,减小纳米压印过程中所需的压印力,提高压印胶对模板空腔的填充率。为研究双面光栅薄膜的周期变化对透射率的影响规律,运用时域有限差分法在波长500~1 500 nm范围内对不同周期参数的双面光栅结构进行仿真分析,得到周期参数变化对透射率的影响规律。在研制的振动装置上进行振动辅助纳米压印实验,并对制备出的双面光栅结构进行表面形貌表征以及透射率检测。实验结果表明,与无振动纳米压印技术相比,压印胶填充率显著提高,并改善了图案转移质量,减少大面积表面缺陷。在波长500~1 500 nm范围内,涂覆振动辅助纳米压印制备的双面光栅薄膜的SiO2比传统纳米压印制备的双面光栅薄膜的SiO2平均透射率提高4%,较无薄膜的SiO2平均透射率提高6%。
纳米压印 光栅结构 振动辅助 薄膜 填充率 透射率 Nanoimprint lithography Grating structure Vibration-assisted Film Filling rate Transmittance 
光子学报
2022, 51(6): 0631002
作者单位
摘要
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 
应用光学
2022, 43(1): 124
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学 机电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
对超声振动辅助磨削加工中BK7光学玻璃材料表面及亚表面的微裂纹扩展过程中的交互作用进行研究, 使用维氏金刚石压头进行了BK7光学玻璃二次印压实验来模拟超声振动作用影响下单颗磨粒对光学玻璃的反复印压作用, 同时采用界面黏结法获得了不同印压载荷及印压距离下产生的压痕及微裂纹的形态特征及分布情况。实验结果表明: 在相同载荷加载情况下, 第二次印压产生的亚表面中位裂纹扩展最大深度受到侧向裂纹影响减小了30 μm, 同时侧向裂纹闭合后在光学玻璃材料表面及内部产生破碎。基于压痕断裂力学理论, 分析了准静态载荷作用下光学玻璃内部应力场的分布及应力场驱动下微裂纹的扩展机制, 对超声振动效应影响下微裂纹扩展的交互作用进行研究。结果表明: 磨削过程中使用轴向超声振动辅助, 能够有效地降低光学玻璃材料亚表面裂纹的深度, 改善亚表面及表面加工质量, 同时促进了工件材料的去除。
超声振动辅助磨削 光学玻璃 多次印压 微裂纹 交互作用 ultrasonic vibration assisted grinding optical glass multi-indentation test micro cracks interactive effect 
光学 精密工程
2019, 27(3): 594
作者单位
摘要
武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室, 湖北 武汉 430070
为了研究超声振动对飞秒激光微加工的影响,设计超声辅助装置,进行石英光纤材料的微结构加工试验。探讨不同功率的超声振动对材料加工表面质量及孔深的影响,明确超声辅助飞秒激光加工的作用机理。引入超声振动后,光纤侧面烧蚀的矩形槽壁面更为平整,残留碎屑明显减少,槽或孔的深度有所增加;在超声功率为30 W 时,孔的锥度由7.34°减小到4.17°。结果表明,超声振动能有效改善材料加工表面质量,增加加工孔的深度,提高飞秒激光的加工效率,证明超声振动对飞秒激光加工具有明显的改善作用。
激光光学 飞秒激光 微加工 超声振动辅助 表面质量 
中国激光
2016, 43(3): 0303005
作者单位
摘要
哈尔滨工业大学 机电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
采用普通磨削方式和超声振动辅助磨削方式对无压烧结SiC材料进行了磨削工艺实验, 对不同磨削方式下磨削参数对磨削力比、表面损伤及亚表面损伤的影响进行了对比研究, 并分析了超声振动磨削作用机制。实验结果显示, 该实验中SiC材料去除主要以脆性去除为主, 砂轮磨削力比随着磨削深度和进给速度的增加缓慢增加, 随着主轴转速的增加略有减小; 普通磨削时SiC工件亚表面损伤深度随着磨削深度、进给速度增加逐渐增加, 而超声振动辅助磨削变化较小。与普通磨削相比, 在相同的磨削参数下, 超声振动辅助磨削的高频冲击使材料破碎断裂情况得到改善, 且磨削力比减小近1/3, 表面裂纹、SiC晶粒脱落、剥落等表面损伤较少, 表面损伤层较浅, 亚表面裂纹数量及深度都有较大程度降低, 可以获得较为理想的表面质量。
碳化硅陶瓷 超声振动辅助磨削 磨削力比 表面损伤 亚表面裂纹 silicon carbide ceramics ultrasonic assisted grinding grinding force ratio surface damage sub-surface crack 
光学 精密工程
2015, 23(8): 2229
作者单位
摘要
1 安徽建筑大学材料与化学工程学院, 安徽 合肥 230022
2 安徽建筑大学机械与电气工程学院, 安徽 合肥 230022
提出并研究了水环境下激光超声复合加工方法, 利用该方法对氮化硅陶瓷进行刻蚀加工, 加工时对试样施以高频振动。通过实验对比分析激光能量、脉冲宽度、重复频率和超声振动功率等工艺参数对Si3N4在超声振动辅助与无振动辅助情况下激光刻蚀后的深度及表面质量的影响。研究结果表明, 在一定工艺参数范围内, 超声振动的加入可明显增加激光超声复合刻蚀的深度, 提高光洁度及表面质量。
激光超声复合加工 振动辅助 表面质量 刻蚀深度 laser-ultrasonic combined machining vibration assistance surface quality etching depth 
应用激光
2015, 35(2): 224

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