超聲近場懸浮現(xiàn)象的實驗研究.pdf

1、在半導(dǎo)體行業(yè)和精密加工領(lǐng)域中，已有的夾持方法漸漸無法繼續(xù)滿足要求，研究探索新的非接觸夾持方法成為亟需。超聲波近場懸浮(Near-fieldAcousticLevitation簡稱為NFAL)是指使用具有高功率密度的超聲波作用于固態(tài)物體，使物體懸浮在超聲輻射器輻射表面上方附近的一種懸浮現(xiàn)象。相比于其他懸浮類型，超聲近場懸浮具有較強(qiáng)的抗電磁干擾和抗靜電干擾的能力，同時更為適合精華與超凈化作業(yè)要求。但目前對于近場聲壓分布的規(guī)律還缺乏必要的認(rèn)識

2、和了解，復(fù)雜形狀物體的懸浮要求始終無法得到有效解決，對于近場懸浮夾持穩(wěn)定性的評判標(biāo)準(zhǔn)尚屬空白。本文以一種圓盤狀輻射器的表面近聲場作為研究對象，設(shè)計并搭建了適用的測試系統(tǒng)，對超聲近場輻射聲壓的分布狀況和實驗樣片超聲近場懸浮的狀態(tài)進(jìn)行了測量實驗，基于測量結(jié)果對近場聲壓的分布狀況及樣片懸浮穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。研究結(jié)果證明了該測試系統(tǒng)的實用性和可信性。本文主要進(jìn)行了如下研究:
　　分析了超聲近場懸浮現(xiàn)象，對懸浮力的產(chǎn)生原因進(jìn)行了探討，結(jié)合對

3、超聲波的聲學(xué)效應(yīng)和力學(xué)效應(yīng)的分析，確定了用于非接觸夾持的近場聲壓測量的技術(shù)要點和評測指標(biāo);研制了具有特殊結(jié)構(gòu)的近場聲壓傳感器，較好的模擬了懸浮片與輻射表面間的耦合聲場，成功進(jìn)行了圓盤輻射器表面近聲場的聲壓測量實驗;運(yùn)用曲線擬合的數(shù)據(jù)處理方法首次給出了近場聲壓的三維分布模型，使測量結(jié)果對于非接觸夾持更具指導(dǎo)意義。
　　為觀測懸浮物體的空間運(yùn)動特點，提出了使用空間正交光路對懸浮狀態(tài)進(jìn)行同步采集的新型方法，研制了一種雙路激光反射測量系統(tǒng)