摘要：各种微结构阵列在LED照明、液晶显示、光学仪器等领域得到了广泛的应用,但其结构细微复杂且形状表面质量要求高,其加工工艺技术研究引起了广泛的关注。本文提出压电陶瓷驱动结合柔性铰链作为刀架的快刀伺服装置,建立快刀伺服系统的机电耦合模型,研究各系统参数对系统性能的影响规律,基于有限元仿真对铰链结构参数进行优化;通过激光位移传感器测试刀具输出位移的线性度;利用研制的快刀系统和超精密车床在红铜材质的圆柱面上进行正弦网格微结构加工,加工结果表明所设计的快刀系统能够准确有效地加工出结构复杂的微结构阵列。

摘要：在导光板模具钢上加工的微结构阵列的精度决定导光板的质量。在精密撞点机上加工导光板模具的过程中,需对加工的微结构阵列在位检测,因导光板模具取下再放回机床时加工条件已发生改变,后续撞点加工已无任何意义。通过Halcon研究的精密撞点机在位检测系统可以高精度的检测微结构阵列直径和圆心距,在检测系统设计中采用了阈值分割、圆孔填充、开运算等算子和运用了亚像素边缘提取和最小二乘法拟合圆等理论。通过高精度的白光干涉仪和设计的检测系统分别对相同的微结构阵列进行检测,通过检测数据对比验证了测量系统满足设计要求。

摘要：超黑表面在热辐射等领域发挥着重要作用,为了制备具有宽光谱高吸收特性的超黑表面,并且简化制备流程、降低成本,提出一种基于飞秒激光和倒模技术的制造方法。实验以激光加工的铜片为母版,探究激光参数对微结构形貌尺寸的影响,选取合适参数进行周期性微结构的加工。利用二次模具将周期性微结构与黑漆基底进行结合,获得一种在太阳光谱宽波段具有全向高吸收性能的柔性超黑表面。最后,利用超黑表面联合氧化铟锡(IndiumTin Oxide,ITO)透明玻璃提出一种太阳能吸收器设计方法,并进行户外实验验证。实验结果表明:超黑表面在太阳光谱波段具有高达98.3%的正入射吸收率,入射角为70°大角度时,超黑表面仍具有90%以上的吸收率。覆盖有ITO透明玻璃的太阳能吸收器最高可提升4℃的器件温度。整体工艺制备流程简单,成本低廉,超黑表面具有柔性基底且可大面积扩展。

摘要：针对复杂表面光学零件难加工的问题,本文提出了一种在二轴机床上制备高精度金字塔型光学微结构方法。该方法涉及微结构成形原理、转动平台设计、路径规划及程序设计等。并应用自制平台,进行了光学微结构阵列的仿形飞切加工工艺研究,在高倍扫描电镜下,观察到较好的表面质量。研究表明:在二轴机床上可以实现金字塔形微结构的高精加工,对复杂表面零件摆脱对高端多轴机床的依赖具有重要意义。