激光加载实现微纳尺度三维成形的方法及其装置

    公开(公告)号:CN1986387A

    公开(公告)日:2007-06-27

    申请号:CN200610041570.0

    申请日:2006-09-15

    Applicant: 江苏大学

    Inventor: 周明 黄涛 李保家

    Abstract: 激光加载实现微纳尺度三维成形的方法及其装置,属于微机电系统(MEMS)加工技术和激光微加工领域,其先将靶材双面研磨抛光,在靶材上压附一层微米尺度厚的铝膜和一块透明光学介质,分别作为吸收层和约束层。通过压板将约束层,吸收层,靶材和模版固紧在专用靶材装夹器上。开启纳秒脉冲激光器,调节好光路,使由纳秒脉冲激光器输出的激光经凸透镜聚焦到靶材表面,然后对纳秒脉冲激光进行单次发射操作,从而实现靶材的单脉冲激光冲击,进而实现靶材与模版贴合。经本发明冲击形成表面的硬度,耐腐蚀性,耐磨损性,疲劳强度等比普通方法有很大的提高。可广泛的应用于微机电系统的重要结构的零部件,整个加工系统具有易于控制、加工柔性高、无污染的优点。

    一种近场光学虚拟光探针选择性微加工方法及其系统

    公开(公告)号:CN1899748A

    公开(公告)日:2007-01-24

    申请号:CN200610085348.0

    申请日:2006-06-12

    Applicant: 江苏大学

    Inventor: 周明 李保家 蔡兰

    Abstract: 本发明为一种应用近场光学虚拟光探针进行多种材料选择性微加工方法及其系统。本发明提出应用纳米尺度的近场光学虚拟光探针对材料进行选择性微加工,并且据此设计了一套微加工系统。其由激光器发射的激光光束经滤波片、偏光器后入射到三角棱镜的一边,其折射光束在三角棱镜底面的入射角大于三棱镜的全反射角时发生全内反射,反射光束从另一边折射出三角棱镜后经光学延迟器和反射镜后又沿原路入射到三角棱镜的底面,形成虚拟光探针,将加工材料置于三角棱镜底面下的一定距离范围,便可以利用虚拟光探针对材料进行微加工,材料的微移调节通过微动载物台来实现。有效克服了因灰尘污染及探针与材料表面碰撞而造成损伤的不足,可提高微加工速度。

    界面结合强度的准静态激光划痕测量方法及装置

    公开(公告)号:CN1296698C

    公开(公告)日:2007-01-24

    申请号:CN02138511.4

    申请日:2002-10-30

    Applicant: 江苏大学

    Abstract: 本发明涉及激光检测与材料性能检测技术领域,其利用连续加载的长脉冲激光准静态加载涂层或薄膜试件表面,利用激光的热作用对薄膜表面薄层(仅几十nm厚)的加热,以及随后的热量热传导,在试件中形成温度场,由于薄膜-基体材料的热膨胀系数和温度的差异,当涂层中形成的热应力达到一定值时,材料产生脱粘,进一步发生材料翘曲和剥落,同时,进给系统使试件作进给运动,从而在涂层表面形成划痕。用薄膜-基体界面处剥落所对应的激光能量可表征界面结合强度,用理论分析和数值计算可得薄膜-基体界面的结合强度。适用于各种硬质工具膜、装饰膜系、装饰功能膜、DLC薄膜、复合材料以及其它类型的界面结合强度的测定。

    一种制作表面周期微细结构的方法及其装置

    公开(公告)号:CN1862353A

    公开(公告)日:2006-11-15

    申请号:CN200610085343.8

    申请日:2006-06-12

    Applicant: 江苏大学

    Inventor: 周明 李保家 蔡兰

    Abstract: 本发明特指采用激光干涉光刻技术对材料表面进行微细加工形成周期性微观粗糙结构的方法及装置,可适用于多种金属、无机非金属及其化合物等材料。其首先开启激光器,使由激光器发出的激光束经过带通滤波片、电子光闸、扩束器后由分束镜分成多束光,分束后的光束通过光学延迟器来调节光程差以满足相关条件,最后经聚焦镜聚焦后共同作用于放置在三维驱动工作台上的加工样品表面。可以根据加工要求由计算机控制系统驱动三维驱动工作台来实现加工样品的微动调节,再进行曝光,这样在样品表面可以获得不同的光刻图形。本发明加工系统简单易操作,成本较低。且光路简单而且容易调节,可实现大面积周期微观粗糙结构的制作,效率较高。

    一种基于激光冲击波技术的快速制模方法和装置

    公开(公告)号:CN1159121C

    公开(公告)日:2004-07-28

    申请号:CN02138336.7

    申请日:2002-09-25

    Applicant: 江苏大学

    Abstract: 本发明涉及模具加工领域,特别适用于利用厚金属板料直接制成拉深模和弯曲模。其将激光冲击波作为制作钢板模具的成形力源,采用粗冲成形与精冲成形二次成形过程,并设有带激光位移探针的在线检测装置。实施该方法的装置包括激光发生器、导光系统、冲击头、工件夹具系统、控制系统,激光发生器经导光系统连接冲击头,控制系统分别控制激光发生器、冲击头、工件夹具系统,并设有激光位移探针与控制器相连以实现在线检测。由于激光参数精确可控,所以重复性好、易实现自动化生产;且既能进行大板的复杂成形制作大型复杂模具,又可以进行局部微细的定量精确成形。

    一种用于激光冲击处理的柔性贴膜

    公开(公告)号:CN1151908C

    公开(公告)日:2004-06-02

    申请号:CN02138338.3

    申请日:2002-09-25

    Applicant: 江苏大学

    Abstract: 本发明涉及激光材料加工领域,其适用于利用激光冲击波技术对材料表面进行改性或对金属板料进行冷塑性成形。其采用两组不同组份的GN-521有机硅凝胶液以及添加剂按一定配方混合,固化后形成对激光透明的约束层,再在其上喷涂86-1型黑漆的能量吸收层,形成集能量吸收层和约束层于一体的具有一定柔性的贴膜。优点在于可像不干胶一样粘贴在工件表面的任意部位,装夹方便,所以能方便地对工件实施激光冲击处理;且能有效地提高激光冲击波的峰压和延长冲击波压力的作用时间,大大改善激光冲击的效果。其制作工艺简单,成本低,所以可大幅降低激光冲击的成本。

    一种基于激光冲击波技术的快速制造模具的方法和装置

    公开(公告)号:CN1403238A

    公开(公告)日:2003-03-19

    申请号:CN02138336.7

    申请日:2002-09-25

    Applicant: 江苏大学

    Abstract: 本发明涉及模具加工领域,特别适用于利用厚金属板料直接制成拉深模和弯曲模。其将激光冲击波作为制作钢板模具的成形力源,采用粗冲成形与精冲成形二次成形过程,并设有带激光位移探针的在线检测装置。实施该方法的装置包括激光发生器、导光系统、冲击头、工件夹具系统、控制系统,激光发生器经导光系统连接冲击头,控制系统分别控制激光发生器、冲击头、工件夹具系统,并设有激光位移探针与控制器相连以实现在线检测。由于激光参数精确可控,所以重复性好、易实现自动化生产;且既能进行大板的复杂成形制作大型复杂模具,又可以进行局部微细的定量精确成形。

    一种微尺度界面波激发方法及装置

    公开(公告)号:CN1382984A

    公开(公告)日:2002-12-04

    申请号:CN02112787.5

    申请日:2002-03-21

    Applicant: 江苏大学

    Inventor: 周明 张永康 蔡兰

    Abstract: 本发明涉及超声学和超快激光技术测试领域,特指一种微尺度界面波激发和接收测试方法及装置,其适用于各类具有气/液,气/固,液/液,液/固,固/固界面结合特征的声学激发。它直接利用超快短脉冲激光束(脉冲宽度皮秒或飞秒量级)法向入射双层介质试样界面,通过电子激活移位激发沿膜基界面传播的界面波。在距离激发源不同距离的地方应用光干涉位移振动接收系统实时接收传播到达的界面波。通过理论分析建立的微尺度界面波耗散方程,得到双层介质材料弹性参数和质密度与耗散方程中波速和波数的定量关系。可充分利用微尺度界面波具有的超高空间、时间分辨率,光穿透能力强实现定量无损非接触方式测量。

    激光冲压精密成形装置
    99.
    实用新型

    公开(公告)号:CN2496591Y

    公开(公告)日:2002-06-26

    申请号:CN01263316.X

    申请日:2001-10-19

    Applicant: 江苏大学

    Abstract: 一种激光冲压精密成形装置,主要用于各种常用金属成形材料,特别是常规方法难以成形的材料的激光冲压精密成形。其由激光器(1),外光路系统(2),工装夹具系统,控制系统(13)组成,工装夹具系统由工作台(8)、夹具座(9)、上夹板(10),下夹板(11),试样体系(12)组成,试样体系(12)由成形工件(16)表面贴设柔性贴膜构成一体式的透明约束层(14)和能量吸收层(15),外光路系统(2)的激光冲击头(6)内设有由聚焦镜、可旋转反射、三棱镜组成的聚焦镜组(7)。由于冲击参数的定量控制,所以重复性好、易实现自动化生产。

    界面结合强度激光冲击定量测定装置

    公开(公告)号:CN2519268Y

    公开(公告)日:2002-10-30

    申请号:CN01272569.2

    申请日:2001-11-30

    Applicant: 江苏大学

    Inventor: 周明 张永康 蔡兰

    Abstract: 本实用新型涉及激光技术和材料性能测试领域,特指一种界面结合强度的激光冲击定量测定装置。其包括激光器、外光路系统、工装夹具系统、试样体系、干涉仪、示波器、控制系统、计算机处理终端,试样体系为等边直角三棱柱或其变形体。试样体系表面贴设由透明约束层和能量吸收层组成的一体式柔性贴膜,示波器为双通道示波器,工装夹具系统由安装试样体系的下夹板和上夹板及带直角凹槽的压紧螺杆组成。应用本装置可利用试样斜面上应力波形的转换,在待测直角面乃至整个下部区域形成单纯拉伸应力区,在此区域内设计待测界面,界面将产生单纯拉伸剥离,可以更直接、更科学的准确实现界面结合强度的定量测定。

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