發(fā)布時間：2017-08-04 17:33

  本文關鍵詞：原位成形微透鏡制造質控系統(tǒng)及透鏡聚光性的研究

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【摘要】：隨著我國載人航天技術的不斷突破,航天周期逐漸增長,面向空間應用的生物危害實時自動報警系統(tǒng)變得十分必要和迫切。該系統(tǒng)的核心是生物核酸熒光微檢測技術,傳統(tǒng)光電檢測器件由于體積大或靈敏度不夠而無法嵌入到芯片中。采用原位成形光學微透鏡的制造技術,加工的非球面微透鏡可實現(xiàn)高精度同光軸且光潔度好,有效增加熒光檢測微系統(tǒng)中的光子采集總量,提高熒光檢測靈敏度。在原位成形法制造光學微透鏡技術中,由于非均勻固化或內部與表面收縮張力差異以及控制接觸角基底特異性差異等因素的影響,制造出的微透鏡將產生尺寸和非球面曲率形狀的精度問題。對于上文中的問題,本文進行了以下相關研究:(1)針對原位成形微透鏡制造技術中微透鏡曲率形狀的技術要求,提出了一種原位成形式光學微透鏡制造的實時監(jiān)控和質量控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過改變液滴表面的氣流(如可調整強度的吹風和倒吸)改變液滴表面的氣壓可以引導透明液滴表面形狀的變化,使得微透鏡的曲率形狀和尺寸精度達到最優(yōu),提高原位成形微透鏡對光子的采集總量。(2)對原位成形式光學微透鏡制造的實時監(jiān)控和質量控制系統(tǒng)的裝置進行了軟硬件研究。采用了基于ARM內核的STM32F103ZET6微處理器,并嵌入UCOS-II系統(tǒng)進行軟件和硬件開發(fā),采用TFT-LCD電阻觸摸屏作為人機顯示和控制界面。實現(xiàn)了通過人工操作工作平臺旋轉、X軸和Y軸移動功能,控制工作蓬頭內九個通氣管的吹吸氣和風力大小調節(jié)功能,氣體壓力采集等功能。并進行了相關電路板的制作。(3)研究了原位成形光學微透鏡的聚光性能。利用Young方程、拉普拉斯方程和幾何光學原理,推導光激發(fā)單元和光檢測單元微透鏡的光學追蹤方程,通過光學追蹤方程得到了光線經(jīng)過光學微透鏡的照射點分布情況,并畫出了相應的分布曲線。討論了不同形狀參數(shù)的微透鏡對聚光性能的影響。研究表明,減小光學膠與玻璃之間的接觸角,加大微透鏡的形狀參數(shù),對提高微透鏡的聚光效率和光子采集效率都是有利的。
【關鍵詞】：原位成形光學微透鏡 UV膠 質控系統(tǒng) 聚光性能
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH74;V445
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本文編號：620889