摘要：提出和发展了一种激光光路跟踪型原子力显微镜(AFM)技术及系统。研制了新型AFM探头,设计了与XY扫描器联动的跟踪透镜及扫描跟踪光路,实现激光束对微探针(微悬臂)的XY扫描的实时跟踪;研究设计了独特的反馈跟踪光路,既可实现微悬臂偏转量的精确检测,又可巧妙地消除因微探针的Z向反馈运动造成的干扰噪声。利用研发的AFM系统对多孔氧化铝纳米孔等具有不同横向与纵向结构尺寸的微纳米样品进行了扫描成像,得到了理想的实验结果,表明研发的系统具有优良的XY扫描跟踪特性和Z向反馈跟踪性能。本文研发的AFM系统原理新颖、方法巧妙、扫描成像性能好和分辨率高,克服了常规样品扫描型AFM的局限性,能够以微探针扫描的方式实现不同大小、不同重量的样品的AFM扫描成像,可望在微纳米技术领域获得广泛应用。

摘要：随着微纳米技术的进步,利用人工制备的微纳米结构实现颜色的呈现成为了可能,开辟了无油墨印刷的新思路,＂结构色＂的研究迅速成为该领域的焦点。提出了一种基于动态周期性微纳结构阵列的颜色调控新方法。设计在周期性微结构阵列中,填充一定厚度的功能材料薄膜,通过实时控制功能材料的外部电压,精确调控微结构上下表面的高度差,以实现在同一器件表面不同预期颜色的呈现和切换。建立了微结构的物理模型,并用时域有限差分方法（finite difference time domain,FDTD）进行了仿真研究,光源采用垂直入射的线偏振光,对微纳结构阵列上下表面高度差及结构周期进行了参数扫描,获得了系列反射光谱,并用光谱功率积分的方法计算得到了相应的颜色系列,直观地标注在CIE1931颜色空间色品图上。仿真结果表明,当微纳结构阵列周期在100-300nm范围内时,通过调节电压改变填充的功能材料的高度,可实现全光谱范围的颜色动态调控,且反射光谱的相对峰值强度在60%左右,效率可观。该方法原理新颖,为研制动态颜色调控微器件提供了理论基础,有望在无油墨印刷、显示技术等领域获得广泛应用。

摘要：随着微电机系统(MEMS)在众多领域的广泛应用,各种形式的微型驱动器不断得到发展。介绍微尺度光热膨胀与光热微驱动的原理,设计与加工制作了基本型和优化型触点式微型光热驱动器,开展了光热微驱动的实验研究,证明了光热微驱动的可行性,并验证了优化型触点式微型光热驱动器的优化性能。