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光学加工技术范文1
(广州工程技术职业学院,广东广州510075)
摘要:课程考核评价体系是课程建设的重要内容,以服务人才培养目标的实现为基本目标。本文以广州工程技术职业学院商务英语专业核心课程《外贸英语函电》为例,对现行考核方式中存在的问题进行简要分析后,提出“2+X”立体考核评价方法,进而对其在实际运用中的设计原则、具体设计方案等加以说明,最终就其优势进行阐述。
关键词 :课程考核;“2+X”立体评价;改革;《外贸英语函电》
中图分类号:G710文献标识码:A文章编号:1671—1580(2014)06—0071—03
基金项目:2012年度广东省高等职业教育教学改革立项项目“高职课程考核方式改革及质量保证体系构建研究”,项目编号:20120301027。
收稿日期:2014—01—21
作者简介:钟小立(1979— ),女,广东梅州人。广州工程技术职业学院外语与商贸系,讲师,硕士,研究方向:英语教学。
高辉辉(1982— ),男,河南焦作人。广州工程技术职业学院教务处,讲师,硕士,研究方向:国际经济与贸易。
随着教学改革的发展和深化,以就业为导向的职业教育思想已经成为高职院校发展的主流思想之一。我院商务英语专业也不例外。该专业坚持以服务区域经济发展为导向,主动贴近地方经济,根据企业及劳动力市场的人才需求,对本专业职业岗位(群)进行分析,进而为专业人才培养目标的制订服务。要保证专业人才培养目标的实现,就需要借助考核评价体系。然而,目前不同课程采用的考核方法五花八门,如期末笔试、期末表演(含口试)、平时成绩+期末笔试/表演、综合作业考核等。这么多的考核方法各有千秋,对课程目标的实现效力各不相同,社会对其评价亦褒贬不一。那么,“2+X”立体考核评价方法与以上这些一般的考核方法有什么不同呢?“2+X”立体考核评价方法应遵循什么原则?具体应如何设计呢?
笔者结合我院商务英语专业实际,对核心课程《外贸英语函电》现行的考核评价方法进行分析后,提出“2+X” 立体考核评价方法,以期通过对原有考核方法的改革,保证其与人才培养目标的一致性,真正为教学服务,为学生服务。
一、《外贸英语函电》现行的考核评价方法分析
《外贸英语函电》课程的实践性很强,我校现行的考核方式主要由两部分组成:平时表现占30%,期末考核占70%。其中,期末考核主要以实践考核为主,即期末考核主要是进行笔试。 这种考核方法存在几个主要问题,一是考核方式过于传统,与现今企业对实战型人才的要求不相符;二是重结果、轻过程,以较为单一的期末考核确定学生的学习情况,既难以了解不同层次学生的学习效果,亦不利于反映教学的有效性;三是教师评价的主观因素较多,容易出现评价不全面、不客观甚至不公平等情况;四是期末考核都是任课教师单独命题,考核内容与岗位和行业的衔接度难以掌控。有些学校以期末大作业来取代期末笔试,侧重考核学生的动手能力,但却出现了学生抄袭、找等情况。
基于以上种种原因,我们尝试开发了“2+X” 立体考核评价方法,以期解决现行考核方式中的种种问题,真正有效地为人才培养目标服务。
二、“2+X” 解析
“2+X”:“2”为考核评价标准中的两个基础项目,是必考项目,不可改变;“X”为可变项目,教师可依据实际情况进行选择,总成绩最终由“2+X”构成。
此评价方法只针对部分专业性非常强的理论实践一体化课程,如《外贸英语函电》、《外贸单证》、《报关实务》等,旨在通过此考核体系来更多地关注学习者的专业综合素质提高情况,为其日后从事相应的岗位给出建议,以便其在对应的项目或模块上进行进一步的深化学习或训练。
三、 “2+X”立体考核评价方法与一般考核方法的不同
四、“2+X”立体考核评价方法设计原则
(一)重视个体身心发展,以考核促成长
学校教育对个人的身心发展具有重要作用。马克思、恩格斯在《资本论》中指出:“要改变一个人的本性,使他获得一定劳动部门的技能和技巧,成为发达的和专门的劳动力,就要有一定的教育或训练。”教育对人的全面发展有着重要影响,可以使人免走或少走弯路。因此,作为教育成果的评价手段,设计“2+X”立体考核评价方法时,应重视考核评价对学生个体的影响,客观科学地对学生的学习能力、创新能力、竞争能力等作出评价,并以此作为引导,为学生的身心健康成长发挥作用。
(二)重视考核方法与教学模式的一致性
我们的《外贸英语函电》采用理实一体化教学模式,要求学生在扎实的语言功底和理论基础上,更好地运用外贸知识,并以职业化方式完成对应岗位的任务。这样的设计是基于为学生日后的工作、生活做准备的。因此,在设计“2+X”立体考核评价方法时,不应忽略学生的职业素养,亦不应从理论或实践角度进行单方面考核,必须将学生的双基能力、专业技能和职业素养结合起来,进行综合考核,并据此按照学生将来可从事的岗位或欲从事的岗位的要求给予其建议,以便学生更科学、更合理地设计日后的学习和工作。
(三)重视差异化考核理念,采用多维立体评价标准
受到生源水平、个人接受能力、英语语言基础等因素的影响,并不是每个学生都能在综合素质上达到优秀,但是,每个个体都有其突出的一面,都有其可塑、可发挥的方面,所以,应采取差异化考核方式,考察个体的需求,用适合个体需要的多维评价标准,依据收集到的不同信息来剖析个体,作出客观、合理的评价,并据此分类筛选人才,进而给予奖励,如推荐学生参加各种专业竞赛、推荐到企业参加相应岗位的实习等,尊重个体个性化发展,实现个体价值的最大化。
五、《外贸英语函电》“2+X”立体考核评价方法设计方案
课程考核是课程建设的重要方式,为有效实现课程考核评价的作用,在进行考核评价方法设计时,应紧密围绕课程目标来进行合理设置。
(一)《外贸英语函电》课程目标
(二)《外贸英语函电》“2+X”立体考核评价方法设计方案详解
正如前文提到的,《外贸英语函电》“2+X”立体考核评价方法中的“2”为考核评价标准中的必考项目,本课程的“2”为“平时出勤+期末基本功书面考核”,属于必考项目;“X”为可变项目,由教师进行选择,总成绩最终由“2+X”构成。因此,教师可以根据学生的实际情况以及教学过程中出现的各种因素,选择以下某一个标准来对不同的学生进行考核。
在专业竞赛中,主要采用分项评分制度,可以从中得知学生在外贸英语函电运用方面的得分情况,进而了解该学生的专业操作水平是否达标。在顶岗实习中,必须判断实习任务和实习内容是否与本课程要求一致,由企业指导老师和校内任课教师一同对学生的表现作出评价,依此判断学生是否达到了课程目标的要求。职业资格考试种类繁多,目前流行的单证员和外销员资格考试对学生的外贸英语函电能力要求较为严格,符合企业、行业对相应岗位人才的要求,因此,可作为考核标准之一。
六、总结
“2+X”立体考核评价方法从五大方面对传统考核方式进行了改革。
(一)避免了单一的考核标准,改变了“由教师单独做考核人”的局面。
(二)改变了单一的考核方式,从岗位基本职责(出勤)、英语语言功底、外贸英语函电基本理论、岗位业务实操等多方面、多维度进行立体化考核,鞭策学生按照日后岗位要求进行综合化训练。
(三)改变学生“被考核”的观念,促进学生个体主体意识的形成和发展,鼓励学生进行个性化发展;
(四)改变课程一体化教学与考核脱节的现象,采用立体考核方式,既重视理论,又重视操作,更重视理论与实践的科学结合。
(五)引导教师客观面对个体,对学生进行人才的分类筛选。
采用“2+X”立体考核评价方法,学生就可以根据自身的实际和就业需要进行选择,选择其认为客观、公平、透明的评价方式。在三种“2+1”的考核方法中,我们将课程教学与个人荣誉进行挂钩,鼓励学生依据自身所专,积极竞争,获取个人提升的机会。为避免恶性竞争以及竞争无果后不良情绪的出现,本考核方法给予了学生充分的机制保证,允许学生不管是否争取到了“2+1”的机会,均可以参加“2+2”的考核,这样既能鼓励不同层次的学生勇于参与竞争,保证学生的竞争激情,又能培养学生正确的竞争心态,还能较好地在不同阶段对学生进行分层考核,进而充分发挥考试的反馈调节功能,给予学生相应的优化建议,使其可以通过努力最终达到课程目标的要求。
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参考文献]
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光学加工技术范文2
【关键词】飞秒激光;微加工;打孔;阈值;优点;前景
Abstract:As a new processing technology,femtosecond laser micro processing technology has such advantages as non-contact,large efficiency,high precision,small heat effect,low damage threshold,and can realize the real three-dimensional structure of micro machining etc.which traditional technologies cannot compare with,resulting in a wide range of application.This article describes the characteristics that laser energy deposits on optical skin layer and thermal effect is very small when femtosecond laser machines transparent materials.It also points out the fact that currently the laser direct writing technology is commonly used for punching and pinhole mask technology can improve the holes’shape.Finally,it prospects the future research direction of the femtosecond laser micro processing.
Key words:femtosecond laser;micro processing;punching;threshold value;advantages;prospects
1.引言
激光是在粒子数反转情况下通过受激辐射放大产生的高亮度相干光束,其原理早在1916年就由物理学家爱因斯坦提出,但直到1960年,梅曼(T・Maiman)成功制造的第一台红宝石激光器问世[1],量子光学才由理论研究发展到技术工程。随着各类激光器的出现,激光器的脉宽急剧缩小,峰值功率大幅提高,可调型和稳定性等优势逐渐凸显,飞秒激光在工业加工领域备受青睐,各界根据不同的需要将其广泛应用于微光学、微电子、微机械、微生物、微医学等领域。
2.飞秒激光脉冲技术
1976年,人们首次在染料激光器中实现了飞秒量级的激光脉冲输出[2]。20世纪90年代初,克尔透镜锁模飞秒钛宝石激光器使得飞秒激光技术获得了一次飞跃发展。2003年,N H Rizvi总结了飞秒激光对金属、玻璃、金刚石、陶瓷以及各种聚合物等材料的微加工进展情况,并论证了飞秒激光是一种优秀的微加工光源[3]。
人们利用飞秒激光可以聚焦到透明材料内部进行三维加工这一特性,在石英玻璃中制备出各种微光学元件和微流体器件,并将其成功集成在同一块玻璃芯片上,飞秒激光于是在生物传感和生化分析等领域得到一定应用。
在信息电子领域,研发人员将新型激光精细加工装备应用于半导体集成电路、印刷线路板、平板显示、FBG光纤光栅,大大提高了制作效率和工艺水平。经过科研人员的努力,飞秒激光在半导体照明、太阳能光伏电池、燃料电池、微创医用器械及各类MEMS等新兴产业中也得到了广泛应用。另外,由于激光加工的非接触性,它还可应用于昂贵或危险物品的加工。
3.飞秒激光微加工的发展现状
激光微加工被誉为“未来制造业的共同加工手段”。在世界范围内,欧洲、美国、日本在飞秒激光微纳加工领域至今仍处于领先地位。我国的激光微加工技术研究大多集中在高校和科研机构,国内也有一些新兴的激光设备制造企业开发的激光微孔加工设备应用于生产中,但由于落后的加工控制技术和较为薄弱的研发能力,产品的孔型和径深比都无法与欧美日等激光产业比较发达的国家相比。
4.飞秒激光与透明介质的相互作用
飞秒激光脉冲具有极短的脉冲宽度和极高的峰值功率,与物质相互作用时呈现强烈的非线性效应,如自聚焦、自相位调制、群速色散、白光超连续谱的产生等。它主要依靠多光子吸收机制来加工一些长脉冲激光无法作用的透明材料,并且其作用时间极短,热效应小,可以克服等离子体屏蔽的现象[4]。
4.1 飞秒激光烧蚀的特性
为了对材料造成烧蚀作用,激光的能流密度必须超过某一特定的值,即烧蚀阈值Fth。原本不会吸收可见光和近红外光这一波段的透明介质,会在极小范围内因多光子电离而快速产生大量的等离子体。当等离子体密度达到1021cm-3时,由于对激光能量的强烈吸收,激光能达到的深度只有lμm。大量激光能量在物质中沉积,给局部加热并使其形成光损伤,而周围的物质仍处于“冷状态”。因此和长脉冲相比,飞秒激光加工的边缘较为光滑、清洁[5]。
飞秒激光针对透明介质以及其他各类材料(包括金属)的烧蚀打孔实验均表明了飞秒激光加工可以得到极好的微加工质量[6]。
对于特定的激光参数,烧蚀阈值由材料的光学反射、吸收及热扩散系数决定[2]。材料的掺杂和缺陷对烧蚀阈值的影响很小,烧蚀阈值比较稳定。飞秒激光对材料的烧蚀阈值低于长脉冲,适当控制其能流密度使其略高于烧蚀阈值,便可以使加工精度突破衍射极限。这一特性与高斯光束能流密度分布有关。
式中F0为归一化的能流密度,r为高斯光束的径向尺寸,为高斯光束的束腰半径,束腰处的能流密度[2]。
图1 高斯光束的烧蚀阈值
为了提高加工精度必须把光束会聚得尽量小,可以使用较大数值孔径(NA)的物镜聚焦。在2001年日本科学家利用飞秒脉冲激光双光子聚合技术首次突破衍射极限获得120nm的加工分辨率后,我国中科院理化技术研究所有关科学家于2007年实现了15nm线宽的纳米尺度加工分辨率[7]。
透明介质材料的烧蚀阈值还与聚焦条件有关。随着数值孔径的增加,阈值能量逐渐减小。因此,即使输出功率较低,通过使用较大数值孔径的聚焦透镜,也可以在透明介质中形成烧蚀。
超短脉冲与介质相互作用时存在热扩散效应,三温模型充分考虑了材料对光子的非线性吸收和电子-晶格作用,解释了载流子和晶格的温度以及飞秒激光对介质材料作用时等离子体的产生过程,显示了飞秒激光加工透明材料时激光能量沉积在光学趋肤层、热效应极小的特点。
4.2 飞秒激光直写加工技术
飞秒激光直写不同于干涉和投影制备等方法,它具有较高的自由度,常用于各种点、线扫描。目前主流的实验装置是商业化的掺钛蓝宝石的啁啾脉冲放大系统。具体激光参数包括:中心波长为800nm左右,脉宽为几十到几百飞秒,单脉冲能量已达到毫焦量级,重复频率为1~103kHz量级可调谐。为了减小加工中热效应的累积,可将重复频率降得更低。
将样品放置在由计算机控制的三维精密平移台上,通过半波片和线偏振片的组合来调节脉冲能量,使飞秒激光通过物镜聚焦到样品表面或体内,加工过程可以通过CCD成像系统实时监控。
针孔掩模加工技术对聚焦点处飞秒激光空间传输特性具有一定的影响。当聚焦物镜前不加针孔时,焦点附近的烧蚀区域基本为对称分布,且偏离焦点位置时,烧蚀线宽迅速增加,成纺椎型分布。而加上针孔后,焦点附近束腰半径变化趋缓,烧蚀边界更加清晰、无裂痕,且脉冲能量大小只影响刻痕线宽大小[8]。
4.3 微流体器件
微通道是微流体器件的重要组成部分,目前主要从:(1)在空气中对石英或硅酸盐玻璃内部钻孔加工微通道;(2)辅以水或其他液体的飞秒激光微加工技术;(3)飞秒激光辐照光敏玻璃后对样品进行焙烧、腐蚀、退火等后期处理;(4)飞秒激光辐照石英玻璃后直接使用HF酸腐蚀[9]等四个方面研究飞秒激光加工三维微通道。
在空气环境中对材料打孔需要较高脉冲能量,并且只能沿轴向加工微通道,孔的内壁平整性较差,适用于对加工精度要求不算很高的情形。辅助以水或其他液体的飞秒激光微加工技术可以驱散碎屑以防阻塞,但只能加工一些比较短的微通道。
在光束中插入象散透镜或狭缝,可以适当改变脉冲强度的空间分布,微通道横截面趋于圆形,性能得到改善。对精密的光学元件而言,使用退火处理技术可以有效地提高空心结构的表面平整度。
5.飞秒激光打孔的优点
飞秒激光脉冲具有极短的脉冲宽度和极高的峰值功率。激光束在空间和时间上高度集中,利用透镜聚焦,可以将光斑的直径缩小到微米级,从而获得高功率密度。与其他加工技术相比,有以下诸多优点:(1)飞秒激光与物质相互作用时呈现强烈的非线性效应,其作用时间极短,热效应小,对被加工材料氧化、变形、热影响区域均较小,不需要特别保护;(2)飞秒激光的加工精度非常高,已经超过衍射极限的限制,可以达到纳米量级;(3)与接触式的传统机械打孔相比,可以避免碎屑的产生,并且可以获得大的深径比。
由此可见,飞秒激光微孔加工是一种便捷高效、绿色环保、节能降耗的先进制造技术。
6.前景展望
飞秒激光微加工技术蓬勃发展,尽管仅有十余年的发展史,却已经成为激光精密微加工领域中最重要、最前沿的研究方向之一。
目前迫切需要高重复频率、高平均功率、波长与脉冲宽度可调、稳定且易操作的新型飞秒激光器。另外,尽管各种材料的烧蚀基本与阈值模型相符合,但至今还没有一种模型能够完全解释飞秒激光与各种材料相互作用过程中的一系列新现象,所以这一领域仍需要进行大量的理论工作和实验工作[10]。当前的三维飞秒激光微加工技术主要是基于激光直写方案,采用逐点扫描的方法形成复杂的三维图案,耗时较长。因此仍需探究新技术加以改进。
针对国内激光技术落后于国际先进水平的情况,我们需要集中智慧抓紧研究和生产,使激光微加工技术广泛造福于人民。
参考文献
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[8]倪晓昌,洪茹,王清月,等.飞秒激光深孔加工技术研究[J].天津工程师范学院学报,2008,18(3):5-9.
光学加工技术范文3
1微电子机械系统的概念
微电子机械系统所指的就是在大小毫米量级之下,最终形成的可以控制能够运动的微型机电装置是由单元尺寸需要在可控制的微米和纳米之间,是一个整体的系统,把微机构、微传感器,以及微执行器还有信号处理系统等等构成。在不同的国家对于微电子机械系统的称呼有所不同,
2微电子机械系统的发展历程
微机械器件以及微电子机械系统在生产加工的过程中需要对其深加工技术进行研究和重视。在研究中开始逐渐的形成了微电子加工技术和微机械装置加工技术。并随着对技术的细分,开始形成了体微机械技术以及外轮廓表面微机械装置技术,并同时也产生了LIGA机械装置技术以及高标准的LIGA机械装置技术。对其体微机械技术按照实施的目标对象机械能分析,可以得出体硅单晶体为核心构成体并在其物理测量厚度的10到999单位内呈现规则布局分离,为其核心的技术策略单位。并对其技术中存在的腐蚀以及吻合问题进行布局的考虑。对其技术的优势分析得出,其装置的工艺相对不繁琐,但其操控性和调控性数值偏低。在表面微机械装置中,进行相应的IC技术加工,如采用扩散光学和标准尺寸对应光刻以及复膜层叠等技术运用中,其都会对原有的厚度比率进行微调,对其在剥离技术中和进行切割技术的分析[1]。其技术的有点在于对IC技术有相对完整的包容性,但存在的不足点也较为显著,如切割的纵向厚度单位偏低,在电光铸模和缩微成型以及耐温差等方面存在一定的技术局限。LIGA技术在德文X射线进行曝光和电光铸模中有其良好的优越性,其对设备的制取尺寸在1单位内到999单位内。但需要指出LIGA技术处于高成本和高复杂度的技术,并需要采用相对保守的紫外线深度曝光,保障其光刻效果和覆膜效果。而准LIGA技术在对设备加工中可以在最合理控制尺寸中,保障其电路集成后续装置获得合理的配置[2]。因而其技术的优势在微机械技术中可以获得关注度的展现。
2.1自动对焦的三维加工技术
目前自对准的准三维加工技术普遍采用深度的紫外线厚度型进行光度的曝光刻度,并进行胶模的处理,保证其在牺牲层和结构层获得合理的电铸,并利用其两层的金属电铸特带你,获得牺牲层厚度的保障,并进行微结构的自动对准技术保障[3]。
因而CU可以表示为牺牲层,NI为结构层的技术,并在其平面和垂直两方向性获得控制,在其CU和NI中进行电铸处理,使得其种子层和型模层获得两种电铸金属处理,让技术水平在微架构层面获得统一标准化套准对应。在其腐蚀性选择上要对其液体进行考虑,CI属于腐蚀性,NI不属于腐蚀性,并对其微机械机构进行终止惰性反应。其配套技术以及Ic工艺获得最大化的包容,在温度上控制在85摄氏度,获得对结构合理的微机械技术。其深度的单位测定在22,保障其后续的标准对应后其范围空载在49到101内。
准LIGA技术需要在工艺布局考虑中,首先要保障(a)低阻硅片(10-3cm),其热氧化反映在1.5,其厚度在SIO2其需要把定子对衬低的外圆位置进行确定。同时进行首次的光学刻,SIO2腐蚀出进行1.2各坑道处理。形成在转子下部的新支撑点确定。在除去胶缘后,在真空中进行高温处理形成0.3的铜电铸种子层。在第二次光学刻录中,要对尺寸厚光刻胶AZ4620进行转子胶模处理,保障其电光铸在3内进行转子保障。后进行第三次的光刻,在其厚度尺寸中选择光学刻录定子胶模处理,保障其厚度在2.5范围内。形成铜牺牲层的转子和钉子的转化变化,对其空隙中要包容其电铸在1.5钉子范围。在最后一次光刻中,要对其厚胶光学刻录后,对其1.3铜都牺牲层要进行间隙转化的电铸考虑。并用起腐蚀性的液进行HF缓冲液体的处理,通过SIO2合理的释放转化的转子。其微机械技术在应用中可以获得广泛的推崇,静电驱动镍晃动微马达为例,其自对准的准三维加工技术目前在实际应用中哥已经获得镍晃动马达。用电铸Cu作牺牲层,电铸Ni作结构层(定子、转子和轴),得到的转子与定子。各项参数都符合标准。
3结语
光学加工技术范文4
关键词:微型机械加工;微型系统;前景
一、概念
微型机械加工或称微型机电系统或微型系统是只可以批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、甚至接口、通讯电路和电源等于一体的微型器件或系统。其主要特点有:体积小(特征尺寸范围为:1μm-10mm)、重量轻、耗能低、性能稳定;有利于大批量生产,降低生产成本;惯性小、谐振频率高、响应时间短;集约高技术成果,附加值高。微型机械的目的不仅仅在于缩小尺寸和体积,其目标更在于通过微型化、集成化、来搜索新原理、新功能的元件和系统,开辟一个新技术领域,形成批量化产业。
微型机械加工技术是指制作为机械装置的微细加工技术。微细加工的出现和发展早是与大规模集成电路密切相关的,集成电路要求在微小面积的半导体上能容纳更多的电子元件,以形成功能复杂而完善的电路。电路微细图案中的最小线条宽度是提高集成电路集成度的关键技术标志,微细加工对微电子工业而言就是一种加工尺度从微米到纳米量级的制造微小尺寸元器件或薄模图形的先进制造技术。目前微型加工技术主要有基于从半导体集成电路微细加工工艺中发展起来的硅平面加工和体加工工艺,上世纪八十年代中期以后在LIGA加工(微型铸模电镀工艺)、准LIGA加工,超微细加工、微细电火花加工(EDM)、等离子束加工、电子束加工、快速原型制造(RPM)以及键合技术等微细加工工艺方面取得相当大的进展。
微型机械系统可以完成大型机电系统所不能完成的任务。微型机械与电子技术紧密结合,将使种类繁多的微型器件问世,这些微器件采用大批量集成制造,价格低廉,将广泛地应用于人类生活众多领域。可以预料,在本世纪内,微型机械将逐步从实验室走向适用化,对工农业、信息、环境、生物医疗、空间、国防等领域的发展将产生重大影响。微细机械加工技术是微型机械技术领域的一个非常重要而又非常活跃的技术领域,其发展不仅可带动许多相关学科的发展,更是与国家科技发展、经济和国防建设息息相关。微型机械加工技术的发展有着巨大的产业化应用前景。
二、我国微型机械发展现状
我国在科技部、国家自然基金委,教育部和总装备部的资助下,一直在跟踪国外的微型机械研究,积极开展MEMS的研究。现有的微电子设备和同步加速器为微系统提供了基本条件,微细驱动器和微型机器人的开发早已列入国家863高技术计划及攀登计划B中。已有近40个研究小组,取得了以下一些研究成果。广东工业大学与日本筑波大学合作,开展了生物和医用微型机器人的研究,已研制出一维、二维联动压电陶瓷驱动器,其位移范围为10μm×10μm;位移分辨率为0.01μm,精度为0.1μm,正在研制6自由度微型机器人;长春光学精密机器研究所研制出直径为Φ3mm的压电电机、电磁电机、微测试仪器和微操作系统。上海冶金研究所研制出了微电机、多晶硅梁结构、微泵与阀。上海交通大学研制出Φ2mm的电磁电机,南开大学开展了微型机器人控制技术的研究等。
我国有很多机构对多种微型机械加工的方法开展了相应的研究,已奠定了一定的加工基础,能进行硅平面加工和体硅加工、LIGA加工、微细电火花加工及立体光刻造型法加工等。
三、技术发展趋势
微型机械加工技术的发展刚刚经历了十几年,在加工技术不断发展的同时发展了一批微小器件和系统,显示了巨大生命力。作为大批量生产的微型机械产品,将以其价格低廉和优良性能赢得市场,在生物工程、化学、微分析、光学、国防、航天、工业控制、医疗、通讯及信息处理、农业和家庭服务等领域有着潜在的巨大应用前景。当前,作为大批量生产的微型机械产品如微型压力传感器、微细加速度计和喷墨打印头已经占领了巨大市场。微型机械是一门交叉科学,和它相关的每一技术的发展都会促使微型机械的发展。随着微电子学、材料学、信息学等的不断发展,微型机械具备了更好的发展基础。由于其巨大的应用前景和经济效益以及政府、企业的重视,微型机械发展必将有更大的飞跃。新原理、新功能、新结构体系的微传感器、微执行器和系统将不断出现,并可嵌入大的机械设备,提高自动化和智能水平。
微型机械加工技术作为微型机械的最关键技术,也必将有一个大的发展。硅加工、LIGA加工和准LIGA加工正向着更复杂、更高深度适合各种要求的材料特性和表面特性的微结构以及制作不同材料特别是功能材料微结构、更易于与电路集成的方向发展,多种加工技术结合也是其重要方向。微型机械在设计方面正向着进行结构和工艺设计的同时实现器件和系统的特性分析和评价的设计系统的实现方向发展,引入虚拟现实技术。
光学加工技术范文5
微型机械加工或称微型机电系统或微型系统是只可以批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、甚至接口、通讯电路和电源等于一体的微型器件或系统。其主要特点有:体积小(特征尺寸范围为:1 m-10mm)、重量轻、耗能低、性能稳定;有利于大批量生产,降低生产成本;惯性小、谐振频率高、响应时间短;集约高技术成果,附加值高。微型机械的目的不仅仅在于缩小尺寸和体积,其目标更在于通过微型化、集成化、来搜索新原理、新功能的元件和系统,开辟一个新技术领域,形成批量化产业。
微型机械加工技术是指制作为机械装置的微细加工技术。微细加工的出现和发展早是与大规模集成电路密切相关的,集成电路要求在微小面积的半导体上能容纳更多的电子元件,以形成功能复杂而完善的电路。电路微细图案中的最小线条宽度是提高集成电路集成度的关键技术标志,微细加工对微电子工业而言就是一种加工尺度从微米到纳米量级的制造微小尺寸元器件或薄模图形的先进制造技术。目前微型加工技术主要有基于从半导体集成电路微细加工工艺中发展起来的硅平面加工和体加工工艺,上世纪八十年代中期以后在LIGA加工(微型铸模电镀工艺)、准LIGA加工,超微细加工、微细电火花加工(EDM)、等离子束加工、电子束加工、快速原型制造(RPM)以及键合技术等微细加工工艺方面取得相当大的进展。
微型机械系统可以完成大型机电系统所不能完成的任务。微型机械与电子技术紧密结合,将使种类繁多的微型器件问世,这些微器件采用大批量集成制造,价格低廉,将广泛地应用于人类生活众多领域。可以预料,在本世纪内,微型机械将逐步从实验室走向适用化,对工农业、信息、环境、生物医疗、空间、国防等领域的发展将产生重大影响。微细机械加工技术是微型机械技术领域的一个非常重要而又非常活跃的技术领域,其发展不仅可带动许多相关学科的发展,更是与国家科技发展、经济和国防建设息息相关。微型机械加工技术的发展有着巨大的产业化应用前景。
二、微型机械加工技术的国外发展现状
1959年,Richard P Feynman(1965年诺贝尔物理奖获得者)就提出了微型机械的设想。1962年第一个硅微型压力传感器问世,气候开发出尺寸为50~500 m的齿轮、齿轮泵、气动涡轮及联接件等微机械。1965年,斯坦福大学研制出硅脑电极探针,后来又在扫描隧道显微镜、微型传感器方面取得成功。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~12 m的利用硅微型静电机,显示出利用硅微加工工艺制造小可动结构并与集成电路兼容以制造微小系统的潜力。
美国MIT、Berkeley、Stanford\AT&T和的15名科学家在上世纪八十年代末提出“小机器、大机遇:关于新兴领域――微动力学的报告”的国家建议书,声称“由于微动力学(微系统)在美国的紧迫性,应在这样一个新的重要技术领域与其他国家的竞争中走在前面”,建议中央财政预支费用为五年5000万美元,得到美国领导机构重视,连续大力投资,并把航空航天、信息和MEMS作为科技发展的三大重点。美国宇航局投资1亿美元着手研制“发现号微型卫星”,美国国家科学基金会把MEMS作为一个新崛起的研究领域制定了资助微型电子机械系统的研究的计划,从1998年开始,资助MIT,加州大学等8所大学和贝尔实验室从事这一领域的研究与开发,年资助额从100 万、200万加到1993年的500万美元。1994年的《美国国防部技术计划》报告,把MEMS列为关键技术项目。美国国防部高级研究计划局积极领导和支持MEMS的研究和军事应用,现已建成一条MEMS标准工艺线以促进新型元件/装置的研究与开发。美国工业主要致力于传感器、位移传感器、应变仪和加速度表等传感器有关领域的研究。很多机构参加了微型机械系统的研究,如康奈尔大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、密执安大学、威斯康星大学、老伦兹得莫尔国家研究等。加州大学伯克利传感器和执行器中心(BSAC)得到国防部和十几家公司资助1500万元后,建立了1115m2研究开发MEMS的超净实验室。
日本通产省1991年开始启动一项为期10年、耗资250亿日元的微型大型研究计划,研制两台样机,一台用于医疗、进入人体进行诊断和微型手术,另一台用于工业,对飞机发动机和原子能设备的微小裂纹实施维修。该计划有筑波大学、东京工业大学、东北大学、早稻田大学和富士通研究所等几十家单位参加。
光学加工技术范文6
近日,杭州矽能光科技股份有限公司自主研发的新一代颠覆性的导光材料-5S光触膜已投入生产。
5S光触膜采用世界顶尖专利技术的光学级纳米改性材料为基材,以精密光导控制技术和超精加工技术对其进行表面的改性处理,并辅以纳米级光导涂层,通过对光传输的角度、距离、单位面积光通量等精确有序控制来实现点光源到面光源的转换。产品广泛应用于:照明,广告灯箱光源,装饰发光材料,电子产品背光源,工业产品运用等领域。
该款光触膜厚度仅为0.1 ~0.35mm,可粘贴在亚克力板、PS板、玻璃等任何透明材质上,更可以雕刻、弯曲和uv印刷,起到更匀光、更高亮、更超薄、更节能的效果,且20年不泛黄。此加工技术在中国,韩国,日本,德国,美国等多个国家拥有发明专利,被业界誉为“至今为止导光材料中最好的技术”。
杭州矽能倡导“用光改变生活”的理念,以高性能的材料,先进的工艺装备,科学的管理,保证了产品质量。同时,以人类不可或缺的“光”通过绿色、节能、多样性、设计四种主题,秉承“将地球改善成为绿色地球”的使命感,积极生产推广环保节能的科技产品,推动广告光源及相关照明产品和装饰发光应用领域革命性的升级。