【摘 要】
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原子力显微镜(AFM)是纳米科技领域中探索纳米级材料的重要工具,能够以原子级分辨率测量材料物体的表面形貌。传统PI控制在AFM进行高速扫描成像时难以克服系统非线性影响,已成为限制AFM成像性能的主要因素。本文针对传统PI控制在AFM系统中控制性能不足的问题,通过建立AFM系统模型,分析控制参数对AFM系统性能的影响,设计了一种基于分数阶的前馈-反馈控制器,并将其应用到自制AFM扫描成像系统以提高A
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原子力显微镜(AFM)是纳米科技领域中探索纳米级材料的重要工具,能够以原子级分辨率测量材料物体的表面形貌。传统PI控制在AFM进行高速扫描成像时难以克服系统非线性影响,已成为限制AFM成像性能的主要因素。本文针对传统PI控制在AFM系统中控制性能不足的问题,通过建立AFM系统模型,分析控制参数对AFM系统性能的影响,设计了一种基于分数阶的前馈-反馈控制器,并将其应用到自制AFM扫描成像系统以提高AFM高速成像的控制性能,进而改善AFM成像质量。本文主要工作如下:对实验室自制AFM系统进行建模,并在S
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基于芯片的光谱仪在生物化学传感器的光谱分析中有着非常重要的作用。阵列波导光栅,蚀刻衍射光栅,光子晶体和环形谐振腔阵列以及基于芯片的傅里叶变换光谱仪等。芯片光谱仪为了提高光谱分辨率,通常只有很小的测量带宽。为解决这个瓶颈问题,本文提出一种基于级联双环增强傅里叶变换芯片光谱仪。此光谱仪基于SOI芯片,利用两个可调谐的高Q值环形谐振腔级联后产生的游标效应,形成一个大范围可调谐的窄带滤波器,从而提高了光谱
望远系统是常用的目视光学系统之一,其历史可以追溯至17世纪。目前人们常用的望远系统大部分是手持双目望远镜,这类望远镜无法长时间使用,并且不方便携带。因此,设计一款便携式、小型化的望远系统具有重要的意义。本文在现有的人眼模型基础上,分析了人眼内部结构,并在Zemax中建立了人眼模型。同时,基于目前人眼广泛存在的缺陷,又建立了近视眼和远视眼两种人眼模型,将三种模型与本文设计的望远系统进行组合设计。结合
随着超精密加工、微电子技术、生物医学工程技术等技术的深入发展,对超精密型纳米检测提出了更高要求。在众多纳米测量技术中,由于外差激光干涉技术具有精度高、范围大和非接触测量等诸多优点,因此被广泛使用。对于产生的多普勒信号通常有两种解调方式:条纹计数法和相位法。条纹计数法的位移分辨率受波长约束,为λ/2,测量精度只能达到微米级别,而相位法可以突破λ/2的约束,达到纳米量级的检测精度。本论文采用正交锁相法
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全息光学元件作为全息瞄准镜系统中的核心组分,其衍射特性直接影响全息瞄准镜的性能。然而目前所制备的全息光学元件的衍射效率较低且实验环境严苛,后处理过程为复杂的湿化学处理。基于全息干涉曝光技术,深入的研究全息瞄准系统的全息光学元件的制备工艺对于提升整个全息瞄准镜的性能以及制备工艺优化具有一定的研究价值。本文围绕全息瞄准镜系统中全息光学元件的制备工艺展开研究。首先分析了全息瞄准分划板的记录以及再现原理,
损伤层去除是超光滑表面加工中最为关键的一步,现有的损伤层去除技术效率不高、且不稳定。而大气等离子体抛光技术,可以实现材料表面的原子量级化学去除,表面粗糙度极低,可以不予考虑,并且具备高效率去除损伤层的能力,但是无法抑制温度效应,导致不能实现确定性去除。采用电弧放电方式大气等离子体抛光技术在抑制温度效应方面有巨大的潜力,本课题对电弧放电方式大气等离子体抛光技术在熔石英光学元件损伤层去除方面的温度效应
CO2过量排放造成全球变暖给人类生存带来挑战;另一方面工业废水大量排放造成水体污染严重威胁人类生存。在众多的处理方法中,光催化技术具有能耗低、效率高,广泛应用于CO2治理、废水降解领域。然而传统光催化剂仅在紫外波段具有光响应,导致了太阳光利用率不高,催化效率低。据此,本论文以C3H3N3S3为前驱体合成了二维层状(C3N3S3)n及(C3N3S3)n/rGO复合材料,成功构建了新型可见光响应光催化