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跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
华中科技大学
2023-05-12
跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
【技术优势】
本成果项目研制了具有我国自主知识产权的白光干涉原子力探针扫描测量仪等系列微纳表面结构测量仪器，并通过了国家计量院组织的仪器性能和软件的检定测试，纳米尺度原子力垂直测量范围超出国际商用仪器10倍以上，水平动态范围达国际领先水平。
【技术指标】
本成果项目提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，建立跨尺度传感方法，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量。同时，发明的白光干涉原子力探针扫描测量方法与现有商用原子力显微镜相比，垂直测量范围提高10倍，分辨率优于0.01nm。
华中科技大学
2023-05-15
一种微纳深沟槽结构在线测量方法及装置
本发明公开了一种微纳深沟槽结构在线测量方法及装置。其方法是将线偏振红外光束投射到含有深沟槽结构的样件表面，对沟槽结构各界面反射光形成的干涉信号进行滤波等处理得到测量反射光谱；采用基于偏振的等效介质理论构建该深沟槽结构等效光学模型，计算其理论反射光谱；采用人工神经网络结合局部搜索算法的快速参数提取方法，通过理论反射光谱拟合测量反射光谱，快速提取沟槽的宽度和深度，实现深沟槽几何形貌参数的精确在线测量。装置包括红外光源，红外偏振片，干涉仪，平面反射镜和二个离轴抛物镜以及红外探测器。装置可实现场效应管和动态
华中科技大学
2021-04-14
黄铜矿类正单轴晶体制备红外非线性光学元件的定向切割方法
一种黄铜矿类正单轴晶体制备红外非线性光学元件的定向切割方法，步骤包括：(1) 根据黄铜矿类正单轴晶体解理面{101}和{112}，利用带有吴氏网标尺的晶体标准极图和 X射线衍射仪θ-2θ连续扫描确定晶体的C轴方向；(2)将已确定C轴方向的晶体置于切 割机上，根据光学元件所需的相位匹配角θm朝近C轴方向转动样品台Δθ后进行切割， 获得光学元件初样，Δθ＝θ(101)-θm；(3)将光学元件初样置于X射线衍射仪样品台 上，测定光学元件初样切割面的回摆谱，获得衍射峰位值θ′及Δθ′，Δθ′＝|θ′- θ′(101)|；(4)光学元件的精加工，对光学元件初样切割面进行修正，直至Δθ′＝Δθ。
四川大学
2021-04-11
黄铜矿类负单轴晶体制备红外非线性光学元件的定向切割方法
一种黄铜矿类负单轴晶体制备红外非线性光学元件的定向切割方法，步骤包括：(1) 根据黄铜矿类负单轴晶体解理面{112}和{101}，利用带有吴氏网标尺的晶体标准极图和 X射线衍射仪θ-2θ连续扫描确定晶体的C轴方向；(2)将已确定C轴方向的晶体置于切 割机上，根据光学元件所需的相位匹配角θm朝远C轴方向转动样品台Δθ后进行切割， 获得光学元件初样，Δθ＝θm-θ(112)；(3)将光学元件初样置于X射线衍射仪样品台上， 测定光学元件初样切割面的回摆谱，获得衍射峰位值θ′及Δθ′，Δθ′＝|θ′- θ′(112)|；(4)光学元件的精加工，对光学元件初样切割面进行修正，直至Δθ′＝Δθ。
四川大学
2021-04-11
80102电子元件
宁波华茂文教股份有限公司
2021-08-23
一种基于机器视觉的浮法玻璃缺陷在线检测装置
本发明公开了一种基于机器视觉的浮法玻璃缺陷在线检测装置。光源为红色发光二极管，光源柜位于被测玻璃下方，光源柜顶部狭缝与玻璃的行进方向垂直。摄像机组位于被测玻璃上方，控制柜内设置有客户机组、工业交换机和信号滤波器。客户机组设置有 n 台带图像采集卡的客户机，客户机分别与摄像机组中的摄像机连接，信号滤波器分别与光电编码器和各客户机相连，光电编码器安装在被测玻璃上。打标机位于被测玻璃的上方，打标机与服务器相连，服务器控制打标机工作，并将缺陷信息录入产品缺陷数据库，并输出统计报表。本发明装置能够对浮法玻璃生
华中科技大学
2021-04-14
用于大容积平底容器底板缺陷全方位检测的机器人
本实用新型公开了一种用于大容积平底容器底板缺陷全方位检测的机器人，包括机身，安装在机身下方的行走装置以及安装在机身一端部的检测装置；行走装置由安装在机身上的四个独立运动的麦克纳姆轮机构构成；检测装置主要由与超声波发生器连接的超声波探头和超声波探头调节机构组成；超声波探头调节机构包括带动超声波探头沿水平方向左右移动的第一调节机构和调节超声波探头高度使超声波探头与被检测容器底板表面贴合进行检测的第二调节机构。该机器人不仅能够实现对被检测容器的全方位缺陷位置检测，而且能够避免因超声波方向与缺陷方向不垂直导致的反馈信号强度低造成的漏检，提高检测准确度。
四川大学
2017-12-28
钢研纳克检测技术股份有限公司
钢研纳克检测技术股份有限公司
2022-11-01
国际首台万层级高分子微纳层叠共挤出装置
"（1）研制出了国际上首台能稳定连续挤出万层级高分子材料微纳层叠复合装置； （2）揭示了多组分体系在微纳层叠过程中的形态结构演变规律及其形态结构调控机理； （3）发现了微纳层叠复合结构在功能方面所呈现的一些新现象和新特性（例如隔声、阻尼、 介电、电磁屏蔽、药物缓释等）。 在国际上整体处于领先水平 "
四川大学
2021-04-10