国家自然科学基金(11079035)
- 作品数：13 被引量：51H指数：4
- 相关作者：彭忠琦卢启鹏龚学鹏高飒飒宋源更多>>
- 相关机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院大学中国科学院研究生院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金应用光学国家重点实验室开放基金国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：机械工程一般工业技术理学电子电信更多>>
- 压弯机构在同步辐射光束线中的应用被引量：4
- 2011年
- 同步辐射光束线中压弯机构的主要的压弯方式有仿型弯曲、压电弯曲和机械弯曲,由于压弯原理不同,各种压弯机构的应用场合也不同。目前,最常用的压弯方式是机械压弯,主要有三点压弯、四点压弯、双臂结构、单臂结构、无臂结构和柔性铰链等。其中四点结构既可用于压弯长镜,又可用于压弯短镜,零部件加工与安装方便,且力矩大小可调,在同步辐射光束线中得到了广泛应用。
- 卢启鹏彭忠琦
- 极紫外光学元件表面碳污染模型的建立被引量：1
- 2013年
- 为有效评估和预测在极紫外光辐照下，极紫外光刻机中残留的碳氢化合物气体在多层膜光学元件表面造成的碳污染状况，建立了光学元件表面碳沉积的复杂理论模型，描述了残留碳氢化合物在光学表面的传输，在极紫外光子和二次电子激发下引起的分子分解，并在光学表面形成碳沉积层的过程。模型预测结果和实验数据吻合得很好。理论分析表明引起碳氢化合物分解的主要原因是光子分解而不是二次电子分解。碳层的增长依赖于碳氢化合物气体偏压和极紫外光强，具有较轻分子量的碳氢化合物（〈～100 amu）对污染的贡献很小。同时当基底温度适度增加时（～30 ℃），能够加速表面碳氢化合物分子的解吸附，可有效减少碳污染。
- 鹿国庆卢启鹏彭忠琦龚学鹏
- 关键词：光学器件极紫外光刻二次电子
- 软X射线谱学显微光束线单色器结构设计及精度测试被引量：5
- 2013年
- 针对上海光源谱学显微光束线站的性能要求,对其核心部件单色器进行结构设计。阐述了单色器的扫描运动原理,论述了波长扫描机构的设计方案,具体分析平面镜和光栅的转角重复精度影响因素;描述光栅切换机构,着重分析其水平偏差、垂直偏差、滚角、摆角和投角的精度问题;采用六杆并联机构的方案完成镜箱调节机构的设计,分析其支杆的调节范围和分辨力情况。给出了单色器的结构,并且对其精度进行了测试。测试结果表明,平面镜和光栅的转角重复精度分别为0.166″和0.149″;光栅切换机构的滚角、摆角和投角的重复精度分别为0.08″、0.12″和0.05″。这说明了单色器的结构设计方案和机械精度满足技术要求。
- 龚学鹏卢启鹏彭忠琦
- 关键词：光学器件单色器机械结构
- 谱学显微光束线光斑水平漂移分析与检测被引量：3
- 2012年
- 为提高上海光源搭建的国内首条软X射线谱学显微光束线站的整体性能,分析了其分光装置-变包含角平面光栅单色仪在波长扫描过程中影响谱学显微光束线光斑水平漂移的各个因素,推导出了各因素与光斑水平漂移的传递关系,并结合具体要求进行了误差分配。针对光斑水平角漂移重复精度的检测,采用自准直原理,构建了测试系统。利用该系统,完成了谱学显微光束线站光斑水平漂移重复精度的离线检测,其结果为0.67″,满足设计指标1″的要求。对安装调试后的束线进行了总体性能测试,结果均满足谱学显微设计和使用要求。由此表明,提出的对谱学显微光束线光斑水平漂移误差来源的分析及检测方法,有效保证了束线性能的实现。
- 马磊卢启鹏彭忠琦
- 关键词：误差分析
- 自由电子激光光束线反射镜无应力夹持设计与分析被引量：2
- 2020年
- 反射镜是自由电子激光光束线中的重要光学元件,反射镜自重引起的面形误差会严重影响光束线的成像质量。为减小自重引起的面形误差,基于Bessel点理论提出了重力补偿方案,并设计了无应力夹持装置,利用有限元软件对该装置进行仿真分析。以尺寸为440 mm×50 mm×50 mm的反射镜为例进行分析,传统支撑方式下反射镜下表面面形误差为1.647μrad,采用本文提出的夹持方案后面形误差降至0.0857μrad,优于工程指标0.1μrad。为防止反射镜在工作模式切换时发生窜动,可对反射镜添加不超过2 N的微小夹持力,此时反射镜的面形误差为0.0939μrad。此外,还对装置进行了动力学分析,结果显示:该设计方案可有效防止装置存在较低的固有频率,在使用过程中不会产生共振现象,满足光束线的使用需求。
- 赵晨行卢启鹏宋源龚学鹏王依徐彬豪
- 关键词：面形误差
- 同步辐射水平偏转压弯镜面形误差分析与补偿被引量：10
- 2011年
- 为提高同步辐射压弯镜面形精度,降低水平偏转压弯机构及镜子自重对压弯镜面形的影响,分析了影响压弯镜面形精度的因素,并提出了一种有效的重力平衡补偿方法。在研究水平偏转压弯机构压弯机理的基础上,对压弯镜面形进行误差分析;针对光束线中使用的压弯聚焦镜,利用有限元方法分析了影响面形精度的主要因素;最后,根据水平偏转压弯机构特点及误差分析结果,提出了重力平衡补偿方法。研究显示,镜子自重和冷却装置的重力对压弯镜面形的影响主要表现为柱面镜母线的弯曲,驱动杆重力对压弯镜面形的影响主要体现在子午斜率误差上。利用重力平衡方法对压弯镜面形误差进行补偿,结果显示,柱面镜母线产生的斜率误差均方根值由13.14μrad减小到0.15μrad,镜面在子午方向的斜率误差均方根值由8.21μrad减小到0.86μrad。由此表明,压弯镜面形误差分析及补偿方法行之有效,显著提高了水平偏转压弯镜的面形精度。
- 卢启鹏高飒飒彭忠琦
- 关键词：面形误差
- 双驱动补偿压弯的椭圆镜有限元分析
- 2022年
- 为满足同步辐射光束线对相关光学元件的技术需求,设计了双驱动四点滚柱压弯机构。通过有限元仿真分析实现高精度大尺寸光学镜面的非等力矩椭圆柱面压弯。以外形尺寸为1200 mm×70 mm×50 mm的反射镜为研究对象,基于物距26.5 m、像距13 m及掠入射角2.8 mrad,根据理论椭圆面形方程与梁变形弯矩方程计算出施加在压弯镜两端的不等力矩。利用有限元软件对双驱动四点压弯机构进行仿真分析,在重力补偿力矩存在情况下,分别对聚焦镜进行单点补偿、双点补偿、三点补偿以及四点补偿的有限元分析,得到与理论计算相对应的仿真补偿面形结果。模拟施加两端的不等力矩将面形误差从单点补偿时的0.81μrad降低到四点补偿下的0.075μrad,对应理论面形误差0.013μrad,最大程度可以降低原误差的95.96%,证实四点式双驱动机构通过多点补偿可以对椭圆压弯面形误差产生有效减小的趋势,且减小趋势不断平缓。证明该机构在多点补偿下对大尺寸椭圆镜压弯精度的提高具有可行性和有效性,对同步辐射光束线压弯技术有重要的理论指导作用与意义。
- 马天宇卢启鹏王大壮彭忠琦龚学鹏宋源
- 关键词：有限元分析面形误差
- X射线干涉光刻偏转聚焦系统热载影响与分析被引量：3
- 2012年
- 为缩短实验前的等待时间,减小热辐射对光学元件的损伤以及热变形对实验的影响,充分利用同步辐射X射线获得稳定有效的实验结果,对X射线干涉光刻(XIL)光束线偏转聚焦系统进行了热-结构耦合分析。针对上海光源(SSRF)的光源参数,计算偏转聚焦系统所受的热功率密度分布,在此基础上对偏转聚焦系统在相同载荷、不同边界条件下进行了瞬态热平衡分析,得到双柱面镜M1、M2达到热平衡所需的时间、温度分布,并做了比较分析。结果表明,对XIL光束线上偏转聚焦系统的M1、M2采用间接水冷方式可削弱热载效应,达到热平衡的时间分别由8677s和7850s缩短到960s和840s,最高温度分别由182.73℃和129.73℃降低到57.94℃和47.29℃,此时的最大面形误差分别为7.23μrad和9.24μrad,缩短了从开机到实验的等待时间,在提高实验效率的同时能够获得稳定有效的实验结果。
- 高飒飒卢启鹏彭忠琦龚学鹏
- 关键词：X射线光学热平衡面形误差
- 并联机构的发展及应用被引量：24
- 2011年
- 绍了国内外并联机构的发展,通过与串联机构的比较,详细说明了并联机构的特点及其在各个领域中的应用。六杆并联机构是并联机构的一种特殊形式,文中具体阐述了其工作原理,并结合上海第三代同步辐射装置软X谱学显微光束线中使用的特殊六杆并联调节机构,对其特点做进一步说明。
- 彭忠琦
- 关键词：并联机构
- X射线干涉光刻光束线偏转镜系统的设计与测试被引量：1
- 2014年
- 介绍了上海光源X射线干涉光刻(XIL)光束线的基本情况。为实现光束线的光束偏转和光路切换,完成了其偏转镜系统的研制。分析了偏转镜系统的功能,设计了偏转镜的调节机构、切换机构和冷却结构。论述了调节机构的关键运动,即镜箱外直线运动转化为超高真空内旋转运动的实现过程;讨论了切换机构重复精度与承载能力之间的关系,并完成了精密丝杆的校核。采用镜子支撑方式和冷却方式集成的方案设计了冷却结构,并通过数值模拟分析了冷却结构和冷却效果。模拟结果表明镜子子午面形误差和弧矢面形误差分别约为6.5rad和7rad。应用激光干涉仪和光电自准直仪对调节机构和切换机构进行了测试,结果表明:调节机构的线性分辨力可达0.2μm,切换机构的重复精度满足设计要求。
- 龚学鹏卢启鹏彭忠琦
