摘要：电子束光刻是纳米级硅光波导制作过程的关键工艺,本文以顶层硅220 nm的SOI晶圆为衬底研究了电子束光刻的主要工艺参数—曝光剂量对显影后的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)正性抗蚀剂结构轮廓的影响,根据测量结果分析曝光剂量与显影后结构图形宽度的关系,找到最佳曝光剂量220μC/cm^(2)以便通过后续工艺得出与掩膜尺寸一致的最终结构。同时,依据图像分割曲线跟踪技术对剂量测试结果图进行轮廓提取处理,分析掩膜设计值和曝光剂量与边界轮廓二维粗糙度之间的关系,为后续相同衬底材料的电子束光刻提供参考意义。

摘要：根据光波导理论,论述平面光波导与阵列光纤对准耦合原理。基于光束传播法,分析平面光波导与阵列光纤对准耦合过程中对准偏差(横向位错、纵向间距和轴向角度)与耦合损耗之间的关系,对对准偏差的光学容差也进行分析。研究结果表明:平面光波导与阵列光纤耦合损耗对横向位错相当敏感,轴向角度偏差对耦合损耗的影响也较大,轴向间距的影响则要小得多;若以0.15dB的附加损耗考察,平面光波导与阵列光纤横向位错、纵向间距、轴向角度的光学容差分别为1μm,16μm和0.65°;所得仿真结果与理论计算结果基本吻合,说明应用光束传播法分析平面光波导与阵列光纤对准耦合是有效的。

摘要：为实现一种直流电机驱动的亚微米级运动平台的设计,并尽量减小其运动误差,采用Simulink-M文件混合仿真的方法,结合Stribeck摩擦模型,探讨运动平台丝杠、同步带的相关结构、精度参数对运动平台精度的影响。通过分析并针对实际使用的要求,进行平台最优结构设计。使用EMAC200控制器和XL-80激光干涉系统对运动平台进行实际测试。研究结果表明:运动平台误差主要受丝杠导程、同步带传动比及它们精度的影响;随着导程减小,传动比增大,精度提高,稳态误差呈减小趋势;当行程为1 mm时,稳态误差在±1.5μm之内,并且可以达到50 nm的实际分辨率;通过Simulink-M文件混合仿真方法,可以实现精密运动平台这种复杂非线性系统的结构优化,提高系统实际的定位精度。

摘要：在热超声键合系统中,超声换能系统是键合装备的核心部分。基于等效电路法和解析法设计换能系统,获得换能系统的基本结构尺寸;基于有限元方法建立系统的仿真模型,获得系统的振动模态特性;采用阻抗分析仪与Doppler测振仪对系统进行性能分析。实验表明,实测频率与设计频率吻合,换能系统阻抗为12.7Ω,振动位移达到3.725μm,满足超声芯片封装的工艺要求。

摘要：连杆机构可靠性通常研究机构能否有效运转,以及动起来之后是否准确。综合考虑尺寸误差、装配误差、间隙、摩擦系数、载荷、速度共6种因素的影响下,基于多体动力学理论和间隙碰撞理论对典型机构进行建模,并假定上述6种影响因素为正态分布,且相互独立。然后应用MonteCarlo抽样仿真的方法对机构可靠性进行分析,进一步研究各个影响因素在不同变化范围的水平下,对机构可靠度的影响大小,从而确定主要影响因素,为后续机构可靠性研究设计提供了参考。对于其他机构的可靠性研究,也具有一定借鉴意义。

摘要：针对自行设计的步进电机结合传动装置构成的热超声倒装芯片运动平台,建立了含摩擦等扰动因素的系统非线性数学模型。针对这一非线性数学模型,研究了传统PID控制和模糊PID控制的控制性能。结果表明,传统PID控制难以达到理想的性能,而模糊PID控制能显著地改善定位精度和运行速度。

摘要：为实现定位平台的大运动行程和高运动精度,建立了一种新型磁悬浮直线运动平台,该平台由磁悬浮运动装置和电磁直线驱动装置组成,具有无摩擦、高刚度等优点。针对磁悬浮直线运动平台长时间运行过程中电磁铁的发热问题,运用有限元软件对电磁铁的发热机理、发热量以及热量的时空分布进行了分析,并和实验数据进行了对比。结果表明,在常温常压下,电磁铁温度上升到一定程度后即达到平衡,不需要加装冷却装置。而在真空环境下,电磁铁温度会不断增加,必须加装冷却装置来降低温度。最后,通过仿真对真空环境下的冷却装置设计进行了简单地讨论。

摘要：设计了一种基于遗传算法的集成光子器件自动对准方法.该算法克服了对准搜索中的早熟现象,改善了简单遗传算法搜索后期收敛速度慢的缺陷.仿真实验表明,在平面光波导与单模光纤自动对准过程中,该改进的遗传算法平均检测207个空间点时达到了0.01dB的对准功率损耗.

摘要：为了设计最佳控制参数对两级磁悬浮运动系统进行稳定可靠的悬浮控制,运用动力学时域和频域分析理论对系统进行分析。经理论推导将系统差动式结构电磁力模型等效为质量-弹簧-阻尼二阶系统。并运用ANSYS软件对等效模型进行刚度和瞬态响应分析,由仿真结果确定了系统最佳等效刚度和阻尼比,并以此为依据设计系统PID控制参数。在仿真分析指导下,经反复调试,实现了两级磁悬浮运动平台的稳定可靠悬浮。实验结果验证了理论研究和仿真分析的正确性。

摘要：在阵列光纤与波导芯片的对准过程中,多自由度精密运动平台的运动精度直接影响其耦合效率。针对此问题,运用多体动力学理论,通过分析运动平台的各项误差源,建立了多自由度精密运动平台的误差模型。采用基于方差的Sobol法对运动平台的各项误差进行敏感性分析,从而得到了各误差参数在敏感方向的影响程度。试验结果与理论分析结果基本吻合,说明该模型具有一定的适用性。该模型可为多自由度精密运动平台的运动精度控制、误差补偿分析以及系统优化设计提供借鉴。