摘要：滚珠丝杠硬旋铣加工过程中切削力具有复杂时变特性,目前尚未获得切削力的精确模型,给硬旋铣工艺参数优化及刀具结构精准设计带来了困难。基于旋风铣加工的运动规律,利用数字化建模方法,建立了未变形切屑的精确三维模型。通过切片处理获取未变形切屑各瞬时截面,研究了未变形切屑瞬时厚度、未变形切屑横截面积及刀-屑接触长度的变化规律。选取8个未变形切屑截面建立数值仿真模型,利用Advantedge软件分析得到对应的切削力,并拟合出硬旋铣加工单刃全周期的切削力的时变曲线。最后通过硬旋铣加工试验,验证数值仿真。研究表明,硬旋铣加工过程中,切削力曲线呈先增大后减小,在刀-屑接触长度最长时切削力数值达到最大。

摘要：微纳光纤环形谐振腔具有尺寸小、灵敏度高的优点,被广泛应用于应力、温度、湿度等物理量的传感,如何提高器件的稳定性和灵敏度成为近年来研究的热点。面向倏逝波传感应用,仿真分析了不同尺寸参数和封装材料对微纳光纤谐振腔倏逝波效应和光学传输特性的影响。通过工艺和封装材料的优化,制备出品质因数达到10^(4)的高品质结型环形谐振腔。研究结果表明:高折射率、低折射率差的封装材料有助于增强倏逝波效应,保护器件并提高器件的品质因数,提升倏逝波传感的灵敏度。本研究为微纳光纤环形谐振腔在倏逝波传感领域的应用积累了研究基础。

摘要：针对二氧化硅波导腔在倏逝波传感领域的应用,研制了一种微槽式二氧化硅光波导微环谐振腔结构。基于耦合模理论,分析了微槽式二氧化硅光波导微环谐振腔的传输特性和特征参量,优化了结构参数。采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和电感耦合等离子体(ICP)刻蚀技术进行了器件的加工。搭建了测试系统并对制备得到的谐振腔进行品质因数(Q)测试以及声传感测试。测试结果表明,Q值可达1.69×10^(6),在1 kHz、5 Pa的声压下,信噪比可达22.975 dB。相较于传统的掩埋式微环谐振腔结构,此设计的微槽式微环谐振腔倏逝场效应更强,在倏逝波传感领域有着更好的应用潜力。

摘要：针对硅基波导腔在折射率传感领域的应用,提出了一种使用低杨氏模量的聚合物SU8作为上包层的硅基槽式微环谐振腔结构。基于耦合模理论优化了硅基槽式微环谐振腔的传输特性和特征参量,并分析了声压传感机理;采用MEMS工艺进行了器件的加工制备,并利用高温氮退火的方式对波导表面进行了光滑化处理;搭建了测试平台,对制备得到的谐振腔进行测试。测试结果表明:品质因数(Q值)可达2.76×10^(4),声压灵敏度可达2.19×10^(3)mV/kPa。相较于传统的全通型硅基波导微环谐振腔,文中设计的使用SU8封装的硅基槽式微环腔对光场的局域能力更强,在声压传感领域有着更好的应用潜力。