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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
【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
大型高精度数控拉削装备关键技术与产业化
针对国内拉削装备在加工效率、加工精度和表面质量等关键性能指标与国际水平存在较大差距，以及智能制造技术发展带来的未来巨大市场需求空间，在国家中小企业创新基金、国家重点新产品、国家科技部科技人员、浙江省重大科技专项等项目的支持下，通过产学研合作方式，对拉削方式与机床结构、挤光拉削集成工艺与设备、工作台及刀座安装结构设计与工艺适应性、数控拉削装备CPS 多领域统一建模与优化设计、拉床专用数控系统软硬件等关键技术进行了深入的研究。研发了伺服驱动工件移动拉削工艺和"一挤光两拉削"的三工位加工工艺，研制了共底座双立柱多工位机床、双工位工件移动式立式外拉床和自动挤光拉削专用机床，提高了拉削效率和精度；设计了可承载侧向重切削力的转位工作台、双工位液控翻转工作台以及子母刀座液压锁紧装置，减少了上下料和换刀的辅助时间；研制了多工位协调优化的控制系统和工件在线检测装置，提高了拉削过程的稳定性和自动化程度；开发了CPS 多领域统一建模与优化设计技术，支持数控拉削装备的综合分析和优化。
杭州电子科技大学
2021-05-06
一种基于拉曼光谱技术的藻种分类识别方法
本发明公开了一种基于拉曼光谱技术的藻种分类识别方法，包括：取相同藻种的多个样本，每个样本均为当前藻种的活体藻液，采用拉曼光谱仪获取各个样本的拉曼光谱原始信息；对采集的拉曼光谱原始信息进行预处理，得到对应的预处理谱图，然后采用偏最小二乘法从各预处理谱图中提取主因子；更换藻种，获得与不同藻种相对应的主因子；以所有藻种的主因子作为输入，以与各主因子相对应的藻种分类为输出，建立BP神经网络模型；取待鉴别活体藻液，获得该待鉴别活体藻液的主因子并输入所述BP神经网络模型，获得待鉴别活体藻液中所包含的藻种分类。本发明实现了基于拉曼光谱技术的藻种快速准确分类，大大简化了操作步骤，缩短了检测时间。
浙江大学
2021-04-11
一种柔性表面增强拉曼基底材料及制备方法和应用
本发明提供一种石墨烯包覆的纳米银阵列柔性表面增强拉曼基 底材料，它由柔性滤膜及组装于其表面的纳米银阵列和紧密包覆于纳 米银阵列表面的石墨烯三部分组成。本发明提供上述材料的制备方法 及其作为表面增强拉曼基底的应用。本发明提供的石墨烯包覆的纳米 银阵列柔性表面增强拉曼基底材料，具有良好的拉曼增强效果和优异 的化学稳定性，同时方便采样测定。因此，本发明提供的高稳定、大 面积均匀的石墨烯包覆的纳米银阵列，它可作为表面增强拉曼
华中科技大学
2021-01-12
一种基于拉曼光谱分析的煤质快速检测方法
本发明公开了一种基于拉曼光谱分析的煤质快速检测方法，包括：(1)建立煤质-拉曼关联数据库；(2)对待检测原煤进行拉曼光谱测试，并对得到的待测原煤的拉曼光谱进行分峰计算，获得待检测原煤拉曼光谱特征参数；(3)将待检测原煤的拉曼光谱特征参数与已建立的煤质-拉曼关联数据库比对，根据对应的拉曼光谱特征参数与煤质成分特征参数的映射关系，获得待检测原煤的煤质成分特征参数，确定煤质。该方法简单、快速、可靠、成本低、实用性强，可同时
华中科技大学
2021-04-14
一种混合等离子效应辅助的槽式波导TE模检偏器
本发明公开了一种混合等离子效应辅助的槽式波导TE模检偏器，该检偏器由下至上依次为硅基衬底、掩埋氧化层、检偏部件和上包层，其中掩埋氧化层生长于硅基衬底的上表面，上包层覆盖掩埋氧化层的上表面，检偏部件水平生长于掩埋氧化层的上表面，并被上包层覆盖；所述检偏部件包括输入波导、过渡波导A、直通波导、过渡波导B，输出波导和右路直通波导。本发明提供的槽式波导TE模检偏器具有低插入损耗、高消光比、大制造容差以及大工作带宽的优点。
东南大学
2021-04-11
有关非阿贝尔Majorana零模的一般化理论工作
非阿贝尔Majorana零能模的出现和其超导/超流载 体本身的拓扑特性无关，即无论在拓扑平凡或非平凡的二维超导或超流中，均可以获得满足非阿贝尔统计的马约拉纳零 能模，并由此提出实现马约拉纳零能模的最小化物理实验模型。
北京大学
2021-04-11
一种光学模铁磁共振增强的多层膜及其制备方法
高频软磁薄膜的铁磁共振频率是集成化微磁电感的上限工作频率。受限于较低的声学模共振频率，当前微磁电感的频率较低。基于光学模共振的软磁薄膜具有非常高的共振频率，将成为提高微磁电感频率的新突破口。本发明主要介绍了实现光学模共振的多层膜结构及其制备方法，有望用于制备集成化微磁电感或其他磁性薄膜集成器件。本发明所述的光学模共振是从未使用过的新原理，基于光学模共振的高频软磁薄膜材料及其集成电路工艺兼容性制备方法，将有利于将其推广到集成电路磁性元器件的各个应用环节，例如，微磁电感、隔离器、耦合器、滤波器等等，具有广阔的应用前景。
青岛大学
2021-04-13
一种用于牙模三维测量的姿态调整装置
本发明公开了一种用于牙模三维测量的姿态调整装置，包括夹具部分、平台部分、支架部分，夹具部分设置在平台部分的上表面，支架部分是 U 形框架支撑结构，平台部分设置在支架部分的上表面，夹具部分包括标定夹具、适应夹具、多个磁铁，标定夹具用于夹住牙模的平面侧，适应夹具具有曲线轮廓，用于夹住牙模的曲面侧，磁铁设置在标定夹具、适应夹具底部的腔体中，且磁铁暴露在腔体外面的表面与标定夹具、适应夹具的底面平齐，平台部分包括翻转电机、翻转电机座、一对联轴器、左翻转轴、左翻转侧板、载物台、右翻转侧板、一对翻转轴座、右翻转轴
华中科技大学
2021-04-14