面向曲面基底微光學元件加工的納米壓印設(shè)備的研究.pdf

1、微光學器件受到了廣泛關(guān)注,相比理論研究,其加工制造方法一直是限制其批量生產(chǎn)應用的瓶頸。因為可以輕易突破傳統(tǒng)光刻加工方法的分辨極限,納米壓印技術(shù)以其低廉的成本、較高的加工精度備受關(guān)注,經(jīng)過十多年發(fā)展,形成了以熱壓印、紫外壓印和微接觸壓印為代表的三種技術(shù)。而在其中,紫外納米壓印是綜合性能最好的一種,它在常溫條件下,利用紫外光照射透明壓模所壓入的紫外壓印膠,使其固化,具有效率高、成本低、高分辨的特點。
　　本文從納米壓印工藝及設(shè)備的發(fā)展

2、狀況出發(fā),通過分析課題組前期研制的壓印設(shè)備存在的問題,提出了基于柔性壓頭的壓印技術(shù)方案,即利用具有微結(jié)構(gòu)圖案的PDMS軟膜作替代傳統(tǒng)硬質(zhì)材料作為壓印的模板進行軟壓印,可以實現(xiàn)大面積圖案的均勻復制,完成了軟紫外/熱壓印兩用的壓印設(shè)備的研制。基于上述分析,本文完成了以下工作：⑴提出了由PDMS制成的透明軟膜作為模板,以替代傳統(tǒng)機械接觸式壓印的方案；⑵完成了壓印設(shè)備的機械設(shè)計、加工與裝配；⑶完成了基于TI公司MSP430F149的溫控系統(tǒng)設(shè)計

3、,采用位置式PID算法進行控制,完成了包括溫度傳感器選型、信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換、處理與運算、PWM方式控制的驅(qū)動設(shè)計等工作；⑷進行了基于高速開關(guān)閥、可鎖緊氣缸、柔性壓頭在內(nèi)的壓力控制可行性分析,完成了基于增量式PID算法的壓力控制系統(tǒng)設(shè)計；⑸完成了基于LabVIEW的上位機編程,可以實現(xiàn)壓印流程控制,進行壓力、溫度數(shù)據(jù)實時顯示；⑹最后對所研制的壓印設(shè)備進行了包括溫升實驗、溫度控制精度實驗、壓力輸出均勻性測試及壓力控制穩(wěn)定性等一系列實驗,最后以