摘要：详细介绍了在真空锁中的动密封设计过程,并就设计中出现的问题做了分析,提出了解决方案。

摘要：针对目前高速扫描型原子力显微镜(AFM)主要是限于物检测且扫描速度和扫描范围均有待提高,提出了一种高速原子力显微镜结构设计方案。在压电陶瓷致动器驱动的柔性铰链结构式位移台的基础上,构建了AFM大范围扫描器,使原子力显微镜在x-y扫描方向的运动范围达到了100μm×100μm。通过傅里叶频谱分析,计算获得了AFM扫描器常用的三角波驱动信号和正弦波驱动信号的高次谐波特性及其对AFM高速扫描成像的影响程度。为了消除在扫描运动过程中的机械自激振荡,提出了将正弦波信号作为高速扫描的驱动信号,行扫速度达到50line/s。在正弦波驱动的基础上提出了一种基于位置采样的图像获取方法,有效地减小了AFM扫描器的非线性误差造成的图像畸变现象。

摘要：在能量色散谱仪(energy dispersive spectroscopy,EDS)中,特征X射线信号幅值提取是其进行元素分析的关键,数字成形算法则是现代X射线信号处理的核心所在。本文对硅漂移(silicon drift detector,SDD)探测器前置放大器输出信号进行了转化处理,针对调理后的双指数脉冲信号采用FPGA设计了一种高频率、高精度、参数可调的实时脉冲梯形成形算法。并使用理想双指数信号和实测的X射线特征谱信号验证了算法的可行性与实时性,与MATLAB双精度算法成形结果比较测试了算法精度。实验结果表明:该算法可在100 MHz频率下实时将双指数脉冲成形为梯形脉冲,成形效果稳定。其实际信号成形结果与双精度算法结果保持一致,平顶幅值相差在0.6%以内。

摘要：针对现有微拉伸台系统误差较大的问题,作者研究了提高微拉伸台测量精度的数据处理方法.设计了高速、高精度数据采集系统,对比了线性拟合、多项式拟合、分段拟合和逐点比较数据处理方法,分析了各种数据处理方法在消除系统误差中的优缺点.数据处理方法采用VC++语言编程实现,可以在线矫正系统误差.实验结果表明,灵活运用上述处理方法可以有效地提高微拉伸台测量精度.

摘要：随着材料学研究的发展,需要一种在对材料进行微观检测时进行同步微操作的工具。本文设计了一套基于PC104的嵌入式微拉伸台控制系统,介绍了该系统的硬件组成以及软件编程。采用专用PID控制芯片实现电机的闭环控制,使拉伸台稳定地进行匀速运动。为了实现系统控制的高精度,对数据采集、原位保持等关键技术进行了算法优化。小型化、模块化、低功耗、操作简单等特点,使得本系统只需进行简单地扩展就可广泛应用于数控领域。

摘要：摘要为了满足工业原子力显微镜高效检测的要求，提出了一种粗细相结合的自动进针方法。设计了快速的粗进针和慢速的精细进针二级进针控制系统硬件结构。针对工业半导体样品的特点，通过预标定方法保证粗进针动作快速到位。在精细进针阶段采用升降台步进动作和实时闭环检测，当检测到激光信号变化的值超过setpoint值时，完成进针操作。通过实验测试表明该方法有效减少了进针时间，提高了原子力显微镜的进针效率。

摘要：如何实现高速高精度的扫描探针显微镜(SPM)扫描已经成为国际上研究的一个热点问题,扫描器动态响应性能的好坏、控制算法的优化以及电子学系统的设计等,都将影响SPM的扫描速度和精度。本文介绍了SPM在半导体工业检测和生物检测等应用中的不足,归纳了国际上对高速SPM研究的主要研究成果,分析了各个研究方法的特点和不足,对实现高速SPM扫描的主要问题进行了概括总结。

摘要：工业上的应用和材料学的发展客观上要求对材料的力学性能测试进行实时动态观测。本研究部自主研发出了配合扫描电子显微镜的原位拉伸试验系统,成功地实现了对拉伸试验全过程的原位观测和微区分析,并初步具备了原位疲劳试验的功能。该系统使用直流伺服电机驱动机械部分对样品施加拉伸载荷,在基于PC104的嵌入式控制系统中,使用专用PID控制芯片实现电机的闭环控制,并在软件设计中对数据采集、原位保持等关键技术进行了算法优化,以实现较高的精度和稳定性。本文介绍了该系统的机械结构、软硬件组成,并展示了使用该系统对金属材料进行原位拉伸实验得到的数据和结果。该结果为材料的拉伸性能提供了很好的宏观和微观证据。