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北京工业大学硕士学位论文觥觥觥觥觥觥觥觥瘢瑀■●■■■■■■■■■题英文并列目董鍪壁茿闔許丛△里里急诘┲罭陈洼业:光堂王猩导师姓名:分类号专单位代码:学号:密级:公开论文报告提交日期生鱼且授予单位名称和地址叭ば┨叭彼芴锟镗蜒乖凶呈学位授予日期
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签名:兰益导师签名:菌国日期:型幽签名:苎屋一签名:曼益日期:包亟:应良日期:坦亟:坦瞄导师签名:斟独创性声明签名:』兰关于论文使用授权的说明日期:翌籾本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
摘要准分子激光在微加工中的一个主要应用就是制作微流控生物芯片,在聚合物或者玻璃上使用准分子激光刻蚀微流道。通常的准分子激光微加工系统采用固定焦距的投影物镜,加工不同尺寸的微流道需要使用不同尺寸和形状的掩模板。当生物芯片上的微流道的尺寸多样化时就需要频繁地更换相应的掩模,这将大大增加微加工的复杂度。甚至当微流道的尺寸连续变化时通过更换掩模的方法也无法完成加工。本文提出了一种用于准分子激光微加工的变焦距系统。该系统中的投影物镜使用变焦距镜头组,通过物镜的投影倍率的变化来改变投影光斑的大小,实现不更换掩模加工不同尺寸或者尺寸连续变化的微流道。本文首先搭建了变焦系统的硬件平台。根据变焦物镜的理论设计制作了变焦镜头组。按照变焦系统的各镜头组的运动特点采用直流直线电机平台搭载变焦系统的运动组份,用光栅作为位置反馈装置,并且采用智能数字伺服驱动器控制驱动直流直线电机。将直流直线电机,光栅和伺服驱动器组成闭环控制系统,并对系统进行参数设置和调试。以搭建的硬件平台为基础,进而开发了变焦系统的控制软件。软件的开发首先从变焦光学系统的变焦方程理论和用于加工的插补算法理论出发,将变焦方程和插补算法结合起来,提出了一种应用于激光微加工的变焦系统的控制算法。控制算法使变焦镜头组以合理和稳定的速度做精确地位移,保证各镜头组运动路径的平滑连续,使掩模板的投影光斑尺寸连续及稳定地变化,从而实现微流道尺寸的变化。根据控制算法设计了一种用于该控制软件的指令格式。根据硬件和控制算法开发了控制软件的各功能模块,实现对变焦距系统的可视化控制。对制作的变焦系统进行了实际的测试。通过实验确定变焦系统的像面位置。根据变焦系统在实际应用中对像面的补偿情况,对变焦物镜的补偿曲线做适当的修正,提高掩模投影的成像质量。在修正之后使用变焦系统进行微流道加工实验。变焦系统基本实现了所设计功能。关键词准分子激光;变焦系统;控制算法;运动控制平台摘要
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