导读:本文包含了双光子聚合论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光子,结构,加工,误差,微结构,猪笼草,激光。
双光子聚合论文文献综述
林洁琼,陈禹平,靖贤[1]（2019）在《双光子聚合加工均匀木堆结构方法的研究》一文中研究指出由于双光子聚合所具有的纳米级加工分辨率以及真叁维制造能力,被广泛应用于微米纳米制造领域。利用双光子聚合加工的叁维木堆结构是实现生物支架、光子晶体、超材料等功能器件的重要途径之一。但是加工结构在经过后处理之后产生的不均匀收缩成为获得高质量木堆结构的重要阻碍,严重时会导致失去其结构的功能性。为了实现木堆结构的均匀性加工,提出一种通过降低加工结构与基底附着力的方法,来实现均匀木堆结构的加工。此外,采用Ormocomp光敏材料以及双光子聚合加工技术,对基底高附着力和低附着力的木堆结构分别进行了加工。通过对加工所得木堆结构的各层尺寸的测量,验证了所提出方法的有效性。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2019年11期）
胡绪瑞,陈达,王刚,陶卫东[2]（2019）在《利用双光子聚合在非透明基底上制备微结构》一文中研究指出在不改变双光子聚合微加工设备结构的基础上,介绍了利用环绕字母数字螺旋塔,在以铜片和硅片为代表的2种非透明基底上进行光刻,根据所光刻的图案,分别得出在铜片和硅片上的有效光刻距离区间以及最佳光刻距离,总结出成熟的非透明基底上光刻微结构的方法,分别在2种不透明基底上光刻二维和叁维立体图案,清晰的图案说明在非透明基底上光刻方法有效可行.研究结果可为诸多双光子聚合设备在非透明基底上光刻提供参考,并有助于双光子聚合在光学微器件、微机电系统、生物组织工程等领域发挥更大的作用.(本文来源于《宁波大学学报(理工版)》期刊2019年05期）
孙树峰,王萍萍[3]（2018）在《飞秒激光双光子聚合加工微纳结构》一文中研究指出针对微/纳机电系统(MEMS/NEMS)零部件加工制造难题,研究具有亚衍射极限空间分辨率的飞秒激光双光子聚合加工方法,搭建钛蓝宝石飞秒激光微纳加工系统,对液态聚合物材料进行飞秒激光双光子聚合加工工艺试验研究。结果表明:随着激光功率的降低,单个固化点的尺寸减小,加工分辨率提高;扫描步距减小,所加工工件的表面粗糙度数值减小,但加工效率降低。基于CAD软件设计出微米墙和纳米线构成的叁维微纳结构,利用飞秒激光双光子聚合加工得到该叁维微纳结构实物,通过优化工艺参数加工出直径小于100 nm的纳米线,从而证明飞秒激光双光子聚合加工方法为微/纳器件的制造提供了一种有效方法。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2018年12期）
顾银炜,陈达,李久荣,董建峰,王琴[4]（2018）在《飞秒激光双光子聚合构建水溶性石墨烯-光刻胶的3D微结构》一文中研究指出通过将水溶性石墨烯掺入至光引发剂2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮和季戊四醇叁丙烯酸酯混合而成的光刻胶中,利用飞秒激光双光子聚合技术制作一系列平面图案及叁维立体结构。利用亲水角测试表征混合物的浸润性,激光透过深度测试表征混合物的穿透性。实验结果证明,掺杂有水溶性石墨烯的混合液与玻璃仍具有较强结合力和一定激光穿透性。最后利用拉曼成像与扫描电子显微镜表征平面图案及叁维结构。证实使用去离子水作为分散液可以将水溶性石墨烯掺杂进微结构中,并且掺杂有水溶性石墨烯的微结构在机械性能上比纯光刻胶微结构,结构更稳定且形貌更统一。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2018年10期）
魏书心[5]（2018）在《基于双光子聚合技术的蛋白质基微结构的制备及性能研究》一文中研究指出牛血清白蛋白(BSA)作为一种天然蛋白质,不仅具有无毒性、生物降解性、生物相容性等优点,而且由于其成本低、刺激响应性好、性质与人血清白蛋白相似等特性而被广泛研究。制备BSA基可调谐、动态响应且具有精确定义几何形状的智能微结构成为BSA的重要应用方向。通过双光子聚合(TPP)微加工技术可以获得高分辨率的、重现性好的、可控的和多样化的叁维(3D)微结构,是理想的加工微结构的技术手段。近年来,该技术广泛用于制备蛋白质基新型功能化微纳结构、器件与集成系统。然而,更准确且更广泛地控制和量化BSA基微结构的性能仍有待全面研究。针对这一问题,本研究利用TPP微加工技术制备了具有表面形貌和pH响应性能可调节的BSA基3D微结构。首先优化了加工工艺参数。优化引发剂浓度为8.5 mM。对激光加工工艺参数进行优化,以获得结构稳定且精确定义的叁维BSA基微结构。在优化的参数范围内选择激光功率为18.0 mW、扫描速度为77μm/s、层间距为200 nm作为合适的激光参数进行后续研究。研究了不同蛋白质浓度微结构的表面形貌。用原子力显微镜对蛋白质基长方体微结构的表面粗糙度进行了考察,结果显示叁种不同蛋白质浓度(20 wt%、30 wt%和40 wt%)的微结构在空气中的表面平均粗糙度(Ra)均低于30 nm,充分保证了结构的表面质量。而且40 wt%的蛋白质基微结构表面光滑,Ra低于2 nm。以罗马微浮雕为模型进一步研究复杂结构的形貌,实验结果表明微结构表面形貌随着蛋白质浓度的增加呈现梯度式变化,从粗糙多孔到光滑细腻。其次研究了不同蛋白质浓度微结构的pH响应性能。通过长方体模型研究不同蛋白质浓度微结构在不同pH环境下的溶胀行为,获得蛋白质基微结构的宽范围pH溶胀度(1.08-2.71)。使用高浓度的蛋白质设计并制备了熊猫脸型微浮雕,结果表明在外界环境pH值的循环中,微浮雕经历了明显的可逆形变和独特的面部“表情变化”。进一步设计和制备了功能型蛋白质基微筛。通过改变外界环境pH值,蛋白质基微筛的孔洞大小可以被调节,有望用于微粒子分离。并且研究了蛋白质基微结构阵列及其生物相容性。通过TPP微加工得到了4×4和6×6蛋白质基微结构矩阵,整个微阵列均一完整,具有高度可重复性质。用L929细胞与蛋白质基微阵列共同培养,实验结果表明蛋白质基微结构具有良好的生物相容性。(本文来源于《天津大学》期刊2018-06-01）
陈禹平[6]（2018）在《双光子聚合加工微纳结构的收缩特性及补偿方法研究》一文中研究指出双光子聚合(Two-Photon Polymerization,简称TPP)加工技术是利用超快短脉冲激光诱导物质发生聚合进而形成预期结构的加工技术,具有极高的加工分辨率和真叁维制造的能力。利用此技术所制备的叁维微纳功能性器件已被广泛应用于航空航天、军事、信息科学、组织工程、生物医学等诸多领域。但是,由于在TPP加工过程中通常伴随着加工材料的固液结构转换,加工结构的不均匀收缩成为获得高质量叁维微纳结构的重要阻碍。因此,对于双光子聚合加工微纳结构的收缩特性及补偿方法的研究具有十分重要的意义。本文针对叁维微纳结构制备过程中结构的不均匀收缩,开展了微纳结构收缩原理、不均匀收缩、结构补偿与均匀制备等方面的研究,主要研究内容如下:(1)基于本课题组自主搭建的双光子聚合大面积快速结构化加工平台,通过双光子聚合加工技术对立方体结构进行加工,分析激光功率、曝光时间、后烘过程、显影过程、坚膜过程以及结构高度对加工结构收缩变形量的影响。基于最小二乘原理,采用回归分析的数理统计方法,建立关于微纳结构收缩的补偿模型。(2)基于经典牛顿力学原理,利用分子动力学软件建立聚合结构与SiO_2基底分子界面模型。其分子结构放入到具有周期性边界条件的立方盒子内部,通过施加COMPASS力场,采用Smart算法对分子进行能量最小化模拟,使得分子界面结构达到稳定的状态。在NVT正则系综下,对界面分子模型进行分子动力学模拟,得到界面模型各部分的能量分布情况,进而分析宏观结构的不均匀收缩性。基于分子动力学静态方法,对聚合后的微纳结构的分子模型体系进行力学性能分析,得到了聚合结构的力学弹性常数,与材料实际属性相吻合,证明所建立的聚合后分子模型的合理性。(3)通过控制体元与基底之间的位置关系,提出一种降低加工结构与基底附着力,实现木堆结构均匀化加工的新方法。利用收缩补偿模型对木堆结构进行了补偿设计,得到其CAD模型。研究了木堆结构的收缩特性,并通过实验验证了所制备木堆结构的均匀性。(本文来源于《长春工业大学》期刊2018-06-01）
马铭蔚[7]（2018）在《双光子聚合加工猪笼草仿生表面疏水性能研究》一文中研究指出超疏水表面是指在微米纳米分级复合结构以及蜡质等特殊表面物质的共同作用下,获得具有良好的防水、防雾、防腐、抗冰等优点的功能性表面,超疏水表面近年来在军事、民用、医学等领域受到广泛的关注和应用。猪笼草由于其表面结构特殊的疏水渐变性能,成为了学者们的研究热点。在现有的研究中,获得超疏水功能性表面的方法包括阳极氧化、层层自组装、模板法以及溶胶-凝胶法等,但是这些方法大多是针对周期性或者2.5维结构,难以适用于猪笼草复杂仿生结构的加工。双光子聚合加工技术具有纳米级的制造分辨率和复杂叁维结构的制造能力,成为猪笼草仿生结构行之有效的制造方法。但是在利用双光子聚合加工猪笼草仿生结构表面时,仍然存在着一些有待解决的问题,本文开展的主要研究工作如下:(1)针对传统的理论模型在解释实际生活中表面润湿现象时会受到自身条件的限制,只能用于超滑表面或实际具有粗糙度的表面的静态分析问题,本文通过利用液滴处在微观结构表面上的前进、后退状态,分别建立各自状态下的表面瞬态方程,建立表观接触角与接触角滞后间的关系,以适用于液滴在表面的动态分析,并应用于仿生猪笼草超疏水表面半月状微观结构。(2)利用接触角测量仪对猪笼草表面蜡质滑移区、消化区部分进行疏水性能的检测,同时利用ZYGO公司白光干涉仪分别对猪笼草表面结构的蜡质滑移区、过渡区和消化区进行检测,获取猪笼草疏水表面的半月状特征结构。利用ANSYS软件对单个半月状微观结构进行力学性能的仿真分析,研究半月状微观结构在外力作用下的应力分布情况,对半月状结构进行优化。通过改变蜡质滑移区表面半月状微观结构的排列方式和高度来改变半月状微观结构表面的一维固体份数、粗糙度因子,并进行仿生表面设计,利用CFX对仿生表面进行流体仿真分析,获取最优设计参数组合。(3)利用飞秒激光双光子聚合的加工方式对不同排列方式和高度的半月状微观结构表面进行仿生制备。通过白光干涉仪对仿生制备表面进行表面质量检测,加工表面与仿生设计表面的尺寸吻合,进而证实在加工具有不同结构参数的疏水表面不规则微观结构时,飞秒激光双光子聚合加工方式是一种行之有效的加工方式。(本文来源于《长春工业大学》期刊2018-06-01）
司苏美[8]（2018）在《基于滑模控制的双光子聚合加工控制系统研究》一文中研究指出飞秒激光加工具有精度高、无污染、热影响区域小等诸多优点,而飞秒激光双光子聚合微纳加工技术制造出的叁维微纳结构,可达到微纳米级分辨率。它不仅在先进制造、超精密加工等研究领域占据着重要地位,同时在微电子、微光学、微机电系统和生物医学等领域均已展露出重要的应用前景。但是,当前国内飞秒激光双光子聚合加工系统所加工的工件其加工效果及叁维结构的加工能力都不是很完善,存在着很大的限制。同时国内的大多数加工系统都还在进行实验研究,为解决上述不足及缺陷,实验室搭建了一套飞秒激光双光子聚合加工系统。通过不断的实验研究、不断的完善改进与优化,在达到提高飞秒激光双光子聚合加工系统加工精度、加工效率的同时,保证其加工质量,与此同时也使该加工系统具备加工复杂叁维微结构的能力,使其具有良好的加工效果,加工图片更加清晰完善。论文主要研究内容如下:(1)介绍了所搭建飞秒激光双光子聚合加工系统的整体结构布局,简单介绍了该加工系统的光路系统(激光发射器、功率衰减器,扩束镜、快门、反射镜、4F系统、双向色镜和光学透镜)、由CCD高速摄像机和光学显微镜组成的实时监测系统;最后介绍了定位系统的检测反馈装置、由空气轴承直线电机驱动的叁维宏动平台和以压电陶瓷驱动的叁维微动平台组成的宏-微定位系统及二维X-Y振镜系统、激光快门。(2)首先,对由空气轴承直线电机驱动的宏动定位平台和由压电陶瓷驱动的微动定位平台进行动力学建模。通过分析,应用基于Kalman滤波器的滑模控制来抑制系统振动以及各种噪声干扰,提高控制系统定位精度。同时进行MATLAB仿真,结果表明基于Kalman滤波器的滑模控制方案不仅可以抑制宏动平台输出相应的振动,很好的解决噪声干扰问题,同时还可以提高该系统的位移控制精度,说明了该控制方案的可行性;针对双光子聚合加工系统中压电陶瓷因迟滞非线性等使得微动平台定位精度较低以及会产生抖动等问题进行分析,采用一种具有不确定性和干扰估计的RBF网络自适应鲁棒滑模控制方案。同时采用Matlab的Simulink模块对所辨识的模型进行仿真,仿真结果证实了所提出控制方案的优越性,验证了模型的有效性。(3)实验室采用基于Aerotech的A3200控制系统作为控制器,在该系统的Labview模块中进行二次开发,通过图形化编程可实现实验系统中重要运动部分各轴之间的协同联动控制。(4)通过一系列叁维结构的加工实验来进行实验验证,不仅验证了飞秒激光双光子聚合加工系统具有良好的加工质量和加工效果,同时也验证了该加工系统具备加工复杂叁维立体微结构的能力,且其具有良好的加工效果,图片更加清晰完善。(本文来源于《长春工业大学》期刊2018-06-01）
林洁琼,高瑞,靖贤,谷岩[9]（2018）在《双光子聚合加工系统的误差建模及辨识》一文中研究指出双光子聚合加工技术可实现大面积超材料快速结构化加工,双光子聚合加工系统中存在的误差是影响加工精度的重要因素之一。系统误差的来源以及系统误差的辨识分析是实现误差补偿,提高加工精度的重要前提。为了研究加工系统的各个组成部分的误差项及系统误差的主要来源,对系统误差进行辨识分析,从而建立双光子聚合加工系统的误差模型,并搭建实验测量系统,对微动台的几何误差进行测量,包括定位误差与直线度误差,然后采用改进九线辨识法对其它几何参数进行辨识,得到了加工系统的各项几何误差参数。对加工系统的误差项及其主要来源分析,可知系统的几何误差对加工精度的影响最大,同时对其误差参数进行辨识,对提高加工精度有重要意义。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2018年03期）
靖贤[10]（2017）在《叁维微纳结构双光子聚合快速加工关键技术研究》一文中研究指出叁维微纳结构是构成微光学、微电子、微流体、微生物支架以及超材料等微型器件的基础,其特有的微观形态结构使其具备了独特的光、电、磁、力、热等特性,在航空航天、军事、通信、生物医疗等多种领域有着日益增长的应用需求。叁维微纳结构功能器件能否在这些领域中获得突破性应用,关键在于能否高效精密低成本地制造大面积、且特征尺寸在微纳米级的复杂叁维结构。双光子聚合技术突破了光学衍射极限,具有纳米级加工分辨率,能够构造任意复杂的真叁维微纳结构,被认为是目前最有发展前景的微纳加工技术之一。因此,开展大行程、高效率的叁维微纳结构双光子聚合快速加工关键技术的研究具有十分重要的意义。本文针对叁维微纳结构双光子聚合快速加工的关键技术,设计并构建了双光子聚合大面积快速结构化加工系统,开展了连续扫描曝光机理、拟静态曝光新方法、高精度快速分层处理技术等方面的研究,主要包括:(1)设计并构建双光子聚合大面积快速结构化加工平台根据多刚体运动学和齐次变换矩阵理论,建立大行程运动平台的几何误差与体元位姿的映射模型,并进行敏感性分析,获得关键误差项。以降低关键误差项为目标,完成大行程运动平台设计。将叁维高频椭圆装置安装在大行程运动平台上,使其产生能够实现拟静态曝光的叁维椭圆运动,以实现快速结构化加工。以毫米级微流体结构加工及检测为例,验证所搭建平台能够实现叁维微纳结构的大面积制造、高精度制造。(2)揭示双光子聚合连续扫描曝光机理根据自由基浓度阈值理论和能量累积原理,揭示出双光子聚合中相邻体元之间的邻近效应,研究体元间距与所形成纳米纤维的截面尺寸的影响规律。并以此为基础,揭示连续扫描加工方式的曝光机理,建立连续扫描曝光方式下加工纳米纤维截面尺寸与加工参数的映射模型。并在在相同横向尺寸的条件下,建立点定位曝光方式加工体元所需时间与连续扫描加工纳米纤维所需扫描速度之间的转换关系模型。通过采用逐步上升法和悬臂法获取的完整体元及纳米纤维尺寸数据,验证本文所提出的纳米纤维截面尺寸模型。(3)拟静态曝光新方法及光通量补偿提出以提升双光子聚合加工效率为目标的拟静态曝光新方法,研制一套实现拟静态曝光方法的叁维椭圆运动装置,在大行程运动平台上通过样件作高频叁维椭圆运动以使超短脉冲激光束相对于样件中预期形成的体元位置瞬态驻留,从而可在大行程运动轴快速进给中进行快速精准曝光。建立拟静态曝光方法扫描速度、振动幅值、振动频率、体元间距等参数之间的依赖模型。通过实验研究拟静态曝光方法获得稳定结构的加工参数区间,并在相同参数下与连续扫描曝光方法的加工结果相对比,验证拟静态曝光在提高加工效率方面的有效性。(4)基于AMF数据模型的高精度快速分层技术利用AMF数据模型对叁维微纳结构进行几何表达,在此新框架下开展最优切片和路径规划的研究。通过国际象棋模型实例,分析新型迭加制造文件AMF格式相对于常规STL数据格式在顶点定义、顶点调用、数据存储量等方面的优势。以微型蜘蛛为例,实现AMF文件格式的分层处理及路径规划。另外,本文提出一种基于特征方向的切片轮廓数据的自适应分层算法,通过实验对比自适应分层和等厚度分层的精度与效率,验证本文高精度快速分层处理技术的有效性。(本文来源于《长春工业大学》期刊2017-12-01）
双光子聚合论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在不改变双光子聚合微加工设备结构的基础上,介绍了利用环绕字母数字螺旋塔,在以铜片和硅片为代表的2种非透明基底上进行光刻,根据所光刻的图案,分别得出在铜片和硅片上的有效光刻距离区间以及最佳光刻距离,总结出成熟的非透明基底上光刻微结构的方法,分别在2种不透明基底上光刻二维和叁维立体图案,清晰的图案说明在非透明基底上光刻方法有效可行.研究结果可为诸多双光子聚合设备在非透明基底上光刻提供参考,并有助于双光子聚合在光学微器件、微机电系统、生物组织工程等领域发挥更大的作用.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
双光子聚合论文参考文献
[1].林洁琼,陈禹平,靖贤.双光子聚合加工均匀木堆结构方法的研究[J].机械设计与制造.2019
[2].胡绪瑞,陈达,王刚,陶卫东.利用双光子聚合在非透明基底上制备微结构[J].宁波大学学报(理工版).2019
[3].孙树峰,王萍萍.飞秒激光双光子聚合加工微纳结构[J].红外与激光工程.2018
[4].顾银炜,陈达,李久荣,董建峰,王琴.飞秒激光双光子聚合构建水溶性石墨烯-光刻胶的3D微结构[J].红外与激光工程.2018
[5].魏书心.基于双光子聚合技术的蛋白质基微结构的制备及性能研究[D].天津大学.2018
[6].陈禹平.双光子聚合加工微纳结构的收缩特性及补偿方法研究[D].长春工业大学.2018
[7].马铭蔚.双光子聚合加工猪笼草仿生表面疏水性能研究[D].长春工业大学.2018
[8].司苏美.基于滑模控制的双光子聚合加工控制系统研究[D].长春工业大学.2018
[9].林洁琼,高瑞,靖贤,谷岩.双光子聚合加工系统的误差建模及辨识[J].机械设计与制造.2018
[10].靖贤.叁维微纳结构双光子聚合快速加工关键技术研究[D].长春工业大学.2017
论文知识图
