【优博育苗展】北理工机械与车辆学院刘晓华博士荣获:2018年度博士育苗基金

研究课题

基于局部快速加热的微透镜阵列精密模压成形及光学测量

研究内容及创新点

本课题首次利用新材料碳烧结石墨烯镀层，在精密模压成形技术基础之上，针对新型碳烧结石墨烯高电导率和热导率等特点，开发基于该石墨烯镀层的局部快速加热模压成形技术，实现微纳结构光学元件大批量、高精度、低成本制造最具潜力的加工技术。创新点及主要结论如下：

1. 基于石墨烯镀层的局部快速加热模压成形技术可实现极速的升降温，可在10s~30s实现光学微透镜阵列模压的整个过程。该石墨烯镀层可镀在常用的模具材料硅上，极其稳定，极大提升了模具寿命和模压效率。

2. 针对镀层基底单晶硅等难加工材料，开发了微透镜阵列磨削二维和三维抛光工艺理论，研究了抛光工艺对磨削精度的影响及材料去除机理。

3. 对模压成形的微透镜阵列的成像性能和波前畸变进行测试。利用斜边法测量计算微透镜阵列的MTF曲线并分析不同微透镜的成像差异，探索改善方法。

学术成果

1. Xiaohua Liu, Tianfeng Zhou, Lin Zhang, et al. Simulation and measurement of refractive index variation in localized rapid heating molding for polymer optics. Journal of Manufacturing Science and Engineering 140.1 (2018): 011004.

2. Xiaohua Liu, Tianfeng Zhou, Lin Zhang, et al. Fabrication of spherical microlens array by combining lapping on silicon wafer and rapid surface molding. Journal of Micromechanics and Microengineering 28.7 (2018): 075008.

3. Xiaohua Liu, Tianfeng Zhou, Lin Zhang et al. 3D fabrication of spherical microlens arrays on concave and convex silica surfaces. Microsystem Technologies: 1-10.

4. Tianfeng Zhou, Xiaohua Liu, Jiaqing Xie, et al. Review of optical microstructures fabrication by glass molding process. Frontiers of Mechanical Engineering, 2016.

个人简介

刘晓华，女，1989年生于黑龙江省齐齐哈尔市，2008-2012年在燕山大学机械制造及其自动化专业获学士学位，2012年-2015年在燕山大学攻读硕士学位, 2012年-至今在北京理工大学攻读博士学位。热爱体育运动，曾获燕山大学大学2008年羽毛球单打第一名。

获奖感言

感谢妈妈、导师、同门和最难时候也一路相伴的爱人和朋友，希望这个荣誉能让你们开心。