用射线踪迹法解黑表面矩形介质耦合换热

本文用射线踪迹-节点分析法研究了二维黑体表面矩形、各向同性散射半透明介质内辐射与导热瞬态耦合换热。采用全隐格式的有限差分法离散二维瞬态微分能量方程,用辐射传递系数来表示辐射源项,结合谱带模型并采用射线踪迹法求解辐射传递系数。采用Patankar线性化方法将辐射源项及不透明边界条件线性化,并采用附加源项法处理边界条件,运用ADI方法求解名以上的线性化方程组,从而解得二维矩形介质内的瞬态温度分布。     

射线实时成像检测中图像增强方法的研究

以射线实时成像检测系统为研究对像,根据射线实时成像的特点,对其图像预处理部分进行了较为详细的研究,结合射线衰减的特点,提出了使图像灰度与工件厚度变化成线性关系的处理方法;为进一步进行特征提取的需要,设计了模糊变换法,使图像得到有效增强。为提高处理速度,设计了快速变换法。并对以上方法均进行了详细分析并给出了处理结果。实际应用表明,以上方法对射线实时成像图像的处理具有很好的效果。     

X射线散射法测量Wolter-I型掠入射望远镜的表面粗糙度（英文）

研究X射线散射法在软X射线掠入射望远镜反射镜的表面粗糙度测量中的应用。首先,在光滑表面近似和细光束条件下,根据Harvey-Shack表面散射理论得出反射镜的面形仅影响总反射光分布中的镜向部分,对散射部分的影响可以忽略不计;然后设计了X射线散射法测量Wolter-I型软X射线掠入射望远镜的表面粗糙度的实验方案,并且对引起系统误差的主要因素进行了分析,确定了进行仿真实验时的参数;最后用Zemax对实验方案进行了仿真。在空间频率高于28/mm时,表面粗糙度的仿真测量结果与真值吻合得非常好。本文研究结果显示:在光滑表面近似和细光束条件下,反射镜的面形仅影响表面粗糙度的低频部分的测量准确性,对高频部分测量准确性的影响可以忽略不计,利用X射线散射法可以准确测量软X射线掠入射望远镜的表面粗糙度。     

BC_2N薄膜的柱状生长及生长机理

应用热丝辅助等离子体化学气相沉积法 (CVD)合成了表面呈柱状的BC2 N薄膜 ,X射线、红外及X射线电子能谱分析表明 ,薄膜的化学组分主要为BC2 N ,B ,C和N原子间互相结合成键 .扫描电镜观察到 ,薄膜表面形貌呈排列整齐、取向一致的柱体 ,并且发现这种生长方式与沉积参数密切相关 .最后从结合能方面讨论了柱状BC2 N的生长机理 .     

表面平整目标的电磁散射快速预估

针对表面基本由平面构成的散射体,在传统弹跳射线法的基础上,对射线跟踪以及射线求交测试方法进行改进,使得该方法对于分析隐身飞行器等有更好的应用。研究了单根射线与三角形的快速求交方法,同时与弹跳射线法相结合,使用三角形对目标进行两次表面拟合,分别得到用于求交测试的稀疏三角面元,以及用于射线追踪的起始三角面元,利用快速求交方法,完成射线追踪,进行物理光学积分,完成目标远场电磁散射的快速预估,将该方法的计算结果与文献结果进行对比,验证了该方法的可靠性,通过计算不同拟合面元密度下情况下的结果,验证了该算法的高效性。     

MCM-41水分吸附特性的调控研究

本文以介孔分子筛MCM-41为研究对象,通过合成与后改性法,调控其孔径、表面性质以及平衡阳离子种类。通过X射线衍射、液氮吸附对介孔材料结构进行结构分析,采用动态水分吸附仪研究其水分吸附特性,并结合吸附等温线热力学模型进行分析。研究结果表明:铝嫁接有效提高MCM-41在低湿度下吸附量,并且随着嫁接浓度的增大而增加;通过阳离子置换强化了低湿度环境下MCM-41的吸附量,不同阳离子置换后的强化效果:Mg~(2+)+Li~+Na~+。热力学模型分析表明阳离子置换后的吸附剂表面均一,且具有较好的亲水性。     

石英窗口太阳能吸热腔热转换特性研究

建立了具有石英窗口的太阳能高温吸热器的能量传递与转换模型,采用谱带辐射传递因子描述太阳光与热辐射能束的传输特性。结合谱带模型,通过蒙特卡洛射线踪迹法模拟,得到谱带辐射传递因子。在此基础上,分析了太阳能高温吸热器的热转换特性,考察了石英窗口的光学性能参数与吸热芯温度分布对太阳能高温热转换的影响,获得了对太阳能高温吸热腔设计有参考价值的结果。     

漫反射各向异性散射介质内的温度热流场

本文采用射线踪迹结合节点分析法和谱带模型,研究了漫反射不透明边界下吸收、发射、各向异性散射介质内的热辐射传递过程。考虑介质辐射能的入射和散射方向,导出漫反射、不透明边界、各向异性散射介质的辐射传递系数。在辐射平衡的情况下,考察了表面发射率和散射反照率对介质内辐射热流和温度场的影响。研究表明,介质不透明边界处存在温度跃迁现象,而且,内界面发射率越大,相应界面温度跃迁越小。     

高性能SOI基GePIN波导光电探测器的制备及特性研究

本文报道了在SOI衬底上外延高质量单晶Ge薄膜并制备高性能不同尺寸Ge PIN波导光电探测器.通过采用原子力显微镜、X射线衍射、拉曼散射光谱表征外延Ge薄膜的表面形貌、晶体质量以及应变参数,结果显示外延Ge薄膜中存在约0.2%左右的张应变,且表面平整,粗糙度为1.12 nm.此外,通过暗电流、光响应度以及3 dB带宽的测试来研究波导探测器的性能,结果表明尺寸为4μm×20μm波导探测器在-1 V的反向偏压下暗电流密度低至75 mA/cm~2,在1.55μm波长处的响应度为0.58 A/W,在-2 V的反向偏压下的3 dB带宽为5.5 GHz.     

基于球谐函数法的气溶胶辐射强迫分析

本文针对气溶胶的辐射强迫效应开展了数值方法研究。建立了基于球谐函数法的多层半透明介质辐射计算模型。并与射线踪迹-节点分析法的计算结果进行了对比验证。最后,我们使用该模型分析了北京地区的大气气溶胶辐射强迫。结果显示,本文计算出的结果与AERONET的气溶胶光学厚度有很好的关联性。     

建筑围合空间内辐射角系数的简化计算

为优化辐射角系数的计算方法,满足建筑表面辐射换热量计算需求,并建立适用于建筑围合空间的热辐射计算模型,在分析经典积分法、有限差分法和单位球射线法等已有方法基础上,提出了可用于计算建筑围合空间内各表面间辐射角系数的球面三角法。该方法通过对视野球面的几何划分来计算天空、地面和墙面角系数,从而实现对建筑表面辐射空间关系的描述,既可以方便计算点与面的辐射角系数又可以计算面与面间的辐射角系数。通过实例对比了该方法与有限差分法和单位球射线法的计算误差,表明该方法更适于建筑表面间的角系数计算,且具有简便、精度高的优点。     

BC2N薄膜的柱状生长及生长机理

应用热丝辅助等离子体化学气相沉积法(CVD)合成了表面呈柱状的BC₂N薄膜,X射线、红外及X射线电子能谱分析表明,薄膜的化学组分主要为BC₂N,B,C和N原子间互相结合成键.扫描电镜观察到,薄膜表面形貌呈排列整齐、取向一致的柱体,并且发现这种生长方式与沉积参数密切相关.最后从结合能方面讨论了柱状BC₂N的生长机理. 关键词： 2N')" href="#">BC₂N 柱状生长 CVD法     

基于反转光楔和泽尼克多项式的共形光学设计

采用一对反向旋转的累斯莱棱镜可以实现对目标视场的动态扫描,并应用一对内表面为泽尼克边缘矢高表面的透镜对共形光学整流罩引入的主要像差进行校正,剩余像差则由累斯莱棱镜内表面进行补充校正.设计实例中,通过比较光学系统校正前后的成像质量以验证这种校正方法的有效性.     

碱石灰玻璃表面长方形银纳米颗粒的制备与表征

采用离子交换结合热处理的方法在碱石灰玻璃表面制备了银纳米颗粒。通过紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪、扫描电子显微镜对样品进行了表征。结果表明:热处理时,银离子在玻璃表面成核并生长成近似长方形的纳米颗粒。吸收光谱在416nm附近出现明显的银纳米颗粒表面等离子体共振吸收特征峰。     

不同插值算法在波前构建射线追踪中的应用与对比

针对波前构建法射线追踪中遇到的波前非网格节点处速度及速度导数的插值问题,对比分析目前在数字地形、数字导航中常用的几种插值算法(邻近域、双线性、分片线性、二维三次卷积)的插值误差.并结合波前构建法的特征,针对不同的插值算法,采取合理的程序设计思想,对同一模型应用不同的插值算法进行射线路径和计算效率的对比.通过对比分析可以得出,在波前构建法射线追踪中应用二维三次卷积插值,不但提高了射线路径的准确度,而且提高了射线追踪的效率,为下一步做偏移成像提供了精确的数据.     

n-r分辨应用于^252Cf自发裂变中子飞行时间谱测量

飞行时间法是精确测量快中子能谱的有效方法。但是在实际应用中，各种中子灵敏探测器同时也对r射线灵敏，中子源的伴随r射线会直接影响中子能谱的求解精度。液体闪烁体BC501具有良好的时间响应特性和n-r分辨本领，广泛适用于r射线场中的快中子参数测量。文中选用液体闪烁体BC501作为快中子探测器，根据中子和丫射线在液体闪烁体中产生的闪烁光退光时间长短的明显差异，应用脉冲上升时间法进行n-r分辨，通过对符合甄别^252Cf自发裂变中子飞行时间谱中的丫射线的效果进行研究，从应用的角度描述了脉冲上升时间法的n-r分辨效果。     

燃烧法表面处理的SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料

SrAl2O4∶Eu2-,Dy3+长余辉发光材料因耐水性差而使其应用受到极大限制.利用快速燃烧法对SrAl2O4∶ Eu2+,Dy3+长余辉发光材料进行表面处理,以X射线粉末衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜及荧光光谱等对表面处理前后SrAl2O4∶ Eu2,By3长余辉发光材料进行表征.实验结果表明:经燃烧法表面处理后...     

SOI基3C-SiC薄膜的光谱表征

本文探索在SOI基片上通过顶层Si直接与碳源反应,反向外延生长3C-SiC薄膜的工艺条件和技术。采用LPCVD技术,以CH4和H2混合气体为反应源,在SOI衬底上生长3C-SiC薄膜。采用X射线衍射分析仪、场发射扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱来研究样品的结构和性质;并研究反应前、后样品电压-电容特性的变化。研究结果表明,通过反向外延的方法,能够在SOI基片反向外延生长得到3C-SiC薄膜,但目前的工艺条件有待进一步的改善。     

基于2S2G棱镜的新型反向表面等离子共振生物传感器

提出了一种基于反向表面等离子体共振原理,由Ge_(20)Ga_5Sb_(10)S_(65)-钯-石墨烯分子-生物分子四层结构构成的新型生物传感器。当生物分子之间发生相互作用时,引起生物分子层折射率的变化,从而导致反向表面等离子体共振角的偏移。在此基础上,根据传输矩阵法推导了传感器的输出光谱,重点讨论了本文提出的传感器与传统传感器相比,在灵敏度、分辨率、动态检测范围以及检测信号信噪比方面取得的进展。另外,通过对比研究,深入分析了辅助介质层石墨烯厚度对传感器性能的影响。最后,利用近红外光作为提出的传感器的入射光,分析了在近红外区域传感器性能的改善。研究结果表明:单层石墨烯分子使传感器性能达到最佳;反向表面等离子共振峰强度约为入射光强的80%~90%,使传感器的输出信号具有较大的信噪比;在可见光区域,当入射光波长为632.8nm时,提出的反向表面等离子共振生物传感器的分辨率是基于SiO_2棱镜耦合反向表面等离子共振生物传感器的1.9倍,是传统表面等离子共振生物传感器的3.5倍,提出的传感器的动态检测范围约是现有传感器的2倍;利用Ge_(20)Ga_5Sb_(10)S_(65)棱镜可使反向表面等离子共振生物传感器检测光波长由可见光区域扩展到近红外区域,当入射光为1 000nm时,传感器的分辨率是可见光区域的3~4倍。该研究对基于反向表面等离子体共振原理生物传感器的实现与发展具有重要意义。     

蒙特卡洛法研究随机粗糙表面的光散射特性

本文采用蒙特卡洛(M-C)数值模拟,生成起伏高度满足高斯分布的随机粗糙表面。借助Kirchhoff近似,并在综合考虑辐射传输、光学及电磁学有关理论的基础上,利用M-C方法计算了符合高斯分布的一维随机粗糙表面的单次和多次光散射分布,模型结合射线追踪法考虑了粗糙表面的遮蔽效应。结果表明在考虑多次散射时,存在后向散射增强现象,该结论与实验结果相吻合,证明本文数值模拟方法的正确性。