扫描干涉光刻机光束位姿自动准直系统设计

针对扫描干涉光刻机对干涉光束的高精度位姿准直需求,设计了高精度光束自动准直系统;基于该系统提出了利用每步迭代调节后的位姿实测值作为下一步迭代的起始值进行迭代准直和正交平面内位姿交替准直的光束位姿迭代准直策略,解决了迭代过程误差积累问题和正交平面内电机耦合问题。实验结果显示:该光束自动准直系统能够实现两个位置准直精度均优于5μm和两个角度准直精度均优于3μrad,满足扫描干涉光刻机光束位姿准直精度需求。     

谱域光学相干层析成像系统的实验研究

为改善光学相干层析成像(OCT)技术图像的获取速度和灵敏度,搭建了一套基于光谱干涉法的谱域光学相干层析成像系(SD-OCT).该系统采用宽带光源照明,通过光纤迈克尔逊干涉仪产生物体的干涉图形并被光谱仪采集,物体内部结构图像则由干涉图形的傅里叶变换获得.研究表明,SD-OCT的数据获取速度比传统的OCT系统提高了将近40倍,达到了16 000/s的轴向扫描速率,其灵敏度也改善了20～30 dB.因此,SD-OCT可实现工程和生物材料内部结构的实时三维图像重构.     

基于偏振相移的干涉条纹细分原理

基于偏振相移和相关分析,提出一种高分辨率、方便实现的干涉条纹细分原理.该原理将细分环节由电子线路信号处理部分向前移,通过干涉条纹强度分布综合信息的分析与处理来实现,即通过具有高分辨率的偏振相移操作,对干涉相位进行相位调控,使干涉条纹强度分布回到位移起始时的状态,则与相位调控量对应的光程,即为位移的λ/2小数倍部分.由于偏振相移采用具有极大放大倍数的硬件机械运动实现,因而能取得可靠的高分辨率细分.理论分析和模拟结果显示,该干涉条纹细分原理可容易地达到nm级细分分辨率.     

基于FPGA的激光自混合干涉信号高速数据处理系统设计

设计一种基于FPGA的激光自混合干涉信号高速实时数据处理系统。通过FPGA对激光自混合干涉信号进行采集、处理和显示,最后得到外部物体的位移。提出数据处理系统的硬件设计方案并结合信号处理方法进行软件实现,搭建激光自混合干涉实验平台进行验证。实验结果表明,该系统处理速度快、实验数据准确度高、系统稳定、具有较好的同步性和实时性,满足对激光自混合干涉信号高速实时处理的要求。     

一种静态RAM双帧存结构的图形系统及应用

针对高速图形显示系统的应用要求，设计了一种采用静态RAM的双帧存结构的高速图形显示系统，双帧存的逻辑控制和显示控制器由FPGA实现，基于该系统的双帧存结构，提出了一种实现图形叠加的新方法，该方法通过两幅图形数据分别写入不同帧存的方式，实现两幅图形的叠加．进一步提出了一种实现复杂图形分割成两部分分别生成显示的方法，该方法使图形处理器的图形处理性能加倍．     

一种适用于时序InSAR的同质像元加权干涉相位滤波方法

为了有效地利用多时相InSAR的时间维度信息, 并保证滤波窗口内像元的同质性, 提出一种同质像元加权干涉相位滤波方法。首先采用拟合优度检验, 对多时相SAR 图像的同质像元进行识别, 然后在同质像元之间进行加权干涉相位滤波, 以保证中心像元在滤波过程中不受周边非同质像元干扰。基于真实干涉SAR图像的实验结果表明, 与经典Goldstein滤波及Lee滤波相比, 该滤波方法在目视效果、相位残差点数量及相位导数标准差3个指标上具有优势, 实现滤波器的设计初衷。     

基于STC12C2052的直流电机调速及控制系统的设计与应用

介绍了以基于STC12C2052单片机为核心的直流电机调速系统,该系统采用四个按钮调节电机速度,用光电开关测速模块测量电机速度,用74HC595将串行数据转换为并行数据并驱动LCD1602显示电机速度,以及用蜂鸣器进行超速堵转报警,从而实现对电机高速、高精、高效控制.     

基于DSP的高速多光谱探测系统研究

为了实现高速获取多窄脉冲光谱分布数据信息,并抑制背景噪声及多光谱源之间相互干扰的问题,研究了一种基于DSP控制DMA高速采集干涉条纹并反演光谱的系统.设计了帧减降噪处理算法用于完成对窄脉冲光信号与背景光噪声的分离与提取,并通过3级兵乓缓存结构实现了该算法在高速DSP中的流水线作用.给出了系统硬件结构设计与DMA控制方式,分析了帧减降噪算法及兵乓缓存设计的实现方法.在CCS环境下仿真计算了帧减降噪算法条件下干涉条纹的输出变化,论证了该方法的可行性.实验采用555 nm、665 nm以及805 nm 3种窄脉冲激光同时入射系统进行光谱测试,数据采集由DSP5510控制DMA8237-5实现.结果显示,采用帧减降噪算法的光谱分布旁瓣抑制效果好,背景噪声基本消除,并且其处理速度比基于C++光谱分析软件的系统提高了3倍左右.由此可见,该设计具有高速多光谱同时探测的性能.     

相移干涉计量中的相位调制方法及实现

讨论了相移干涉计量的相位调制方法及实现方法，进而提出并研制了适于连续相移干涉计量的外同步控制相位调制系统，实验结果表明其线性度优于３％，该系统已成功地用于自行研制的２Ｄ－ＳＲＯＰ－１型高精度表面粗糙度轮廓仪中，仪器示值误差小于１．６％，示值变动性小于３．７％。     

机器人并行实时采集系统的设计与实现

针对具有被动关节的机器人系统,采用并行处理技术,设计实现了高速实时数据采集系统,该系统可以完成机器人系统的数据采集、数据处理、数据存储、图形显示和交互式控制等功能.实验结果证明本采集系统满足了机器人实时控制的需要,有利于机器人完成高精度操作任务.     

相移干涉计量中的相位调制方法及实现

讨论了相移干涉计量中的相位调制方法及实现方法，进而提出并研制了适于连续相移干涉计量的外同步控制相位调制系统，实验结果表明其线性度优于３％，该系统已成功地用于自行研制的２ＤＳＲＯＰ１型高精度表面粗糙度轮廓仪中，仪器示值误差小于１６％，示值变动性小于３７％．     

基于高速数据传输控制的激光显示系统

文章给出了一种采用扫描振镜实现的激光动画屏幕显示系统设计方案,即计算机与嵌入式单片机相连的高速数据传输与控制系统,该系统能够快速、实时地完成动画数据传送,并通过振镜偏转角与屏幕上点的对应关系数据库的修正,很好地改善了图形失真问题;在振镜驱动控制部分,提出了位置-电流的串级控制思想,实验结果可以看出,伺服系统在避免输出功率放大级饱和的条件下,具有最短的大角度动态响应时间.     

基于VB数控铣削仿真系统的实现

以VB语言为开发平台,利用计算机的高速度、大存储、较强的图形功能,开发了数控铣削仿真系统,并对其数控程序进行了图形仿真验证,检验了数控程序和加工方法的正确性.调试结果表明,该系统能采用仿真的图形检查铣削刀具路径,动态模拟数控加工的全过程,不仅避免了干涉碰撞的发生,而且能节约数控加工仿真过程中大量的财力和时间,产生较好的经济效益;该系统界面友好,使用方便,交互性好,实现了数控铣床编程与仿真加工.     

精密相位控制的多通道任意波形发生器设计

为了满足对多路波形及其相位进行控制的要求,设计了一种通道可拓展且具有高精密相位控制的多通道任意波形发生器。基于直接数字频率合成技术,由现场可编程门阵列实现多通道任意波形的产生。采用高速模数转换芯片对各通道输出波形同步采样。由ARM微处理器对采样数据进行离散傅里叶变换处理得到相位差,并根据差值对输出相位控制字进行比例-积分-微分调节,实现了相位的闭环实时补偿。多个系统可通过同步时钟接口并行工作,实现输出通道的扩展。试验结果表明:该系统相位精度为±0.02~°,正弦波和方波的频率范围为1μHz~10 MHz,输出幅度范围为±10 V,能够实现多系统并行输出。     

一种VCO电路新型注入锁定方式研究

本文提出一种压控振荡器(VCO)电路的新型注入锁定方式,该方式通过VCO的电压调谐端口进行注入来实现频率锁定。采用MVE2400芯片搭建中心频率为2.45 GHz的VCO电路,参考信号通过VCO的电压调谐端注入,注入功率为-37 dBm,输出功率为3 dBm,注入功率比最高可达40 dB,锁定带宽为70 kHz,相位噪声为-112 dBc/Hz@500 kHz,在相同注入功率比下,输出相位噪声比传统环行器注入方式低3 dB。与传统使用环行器的注入锁定方式相比,这种新型注入锁定的VCO电路结构降低了电路设计的复杂度,具有更加良好的输出相位噪声特性,成本低,更易于实现,可作为一种稳定的微波/射频振荡源,具有良好的应用前景。     

光学相控阵相位驱动电路的设计与实现

为了驱动光学相控阵(OPA: Optical Phased Array)实现全固态激光雷达的光束扫描,设计并实现了两种用于OPA相位控制的驱动电路,其中包括电流源驱动和电压源驱动两种驱动电路.采用PC(Phase Control)端的上位机软件控制连接到电流源或电压源的单片机,对OPA各路相位控制端的电流或电压进行调节,改变OPA远场光束主极大的位置,从而达到光束偏转的目的,实现光束扫描.分析了多通道、高功率、高精度、宽范围的电流源和电压源的驱动原理,完成了系统的软硬件设计与实现.最后进行了误差与线性度测试和OPA相位控制实验,结果证明了该驱动电路的可行性与正确性.提出的两种OPA相位控制电路原理简单、稳定性强、方便实用,在高精度OPA相位控制方面具有一定的应用价值.     

一种快速锁定数控锁相环

提出了一种快速锁定数控锁相环结构.该锁相环具有频率捕获模式和相位捕获模式2种工作模式.在频率捕获模式,通过提出的一种新的算法,可以迅速缩小参考时钟和反馈时钟之间的频率差.在相位捕获模式,数控锁相环能够达到更精确的相位锁定.为了验证提出的数控锁相环结构和算法,该数控锁相环电路采用SMIC0.18μm logic1P6M CMOS工艺实现,面积为0.2mm2,频率范围为48~416MHz.实测结果表明,数控锁相环只需要2个参考时钟周期就锁定在376MHz.数控锁相环锁定后功耗为11.394mW,峰峰值抖动为92ps,周期抖动为14.49ps.     

弱吸收薄膜光学参数的自泵浦相位共轭干涉测量分析

采用一种新方法——自泵浦相位共轭干涉测量法,测量弱吸收薄膜的光学参数:折射率、吸收系数以及厚度,实验结果表明,该方法具有操作简便,并能自动消除相位畸变等优点。     

光刻机精密运动平台的几何及运动误差建模

为了提高光刻机硅片台和掩模台的运动精度,建立光刻机精密运动平台的几何及运动误差模型。引入低序体阵列描述光刻机的拓扑结构,采用齐次坐标变换表达多体系统中典型体的几何和运动误差,应用多体系统运动学建立了系统的结构和运动关系以及相应的定位误差方程。进一步分析了光刻机的运动误差链,推导了光刻机运动通用误差模型。以某光刻机精密工作台为例进行误差建模与分析,该方法和结果可为光刻机精度设计提供参考。     

基于DSPC64X高速图像采集和识别系统

基于数字信号处理器TMS320C6416,设计并实现一种红外图像的高速数据采集和识别系统.以DSP为图像实时处理单元,采用精确延时和信号均衡技术实现了双路高精度ADC的倍频数据采集,实现复杂背景下弱小目标的实时检测与识别,解决了双AD采集中两路AD时钟相位反相难题.实验表明,该系统具有通用性和实时处理能力.