基于激光雷达的形面扫描技术研究

随着测量技术的不断发展,在航空、汽车、模具、造船等工业中,对复杂物体的三维扫描技术提出了更高的要求.实验表明,激光雷达对复杂物体扫描具有高精度、高效率,满足在实际应用中的要求.     

激光诱导击穿光谱技术成分面扫描分析与应用

为分析和检测铁矿石表面多成分的分布情况,采用532 nm Nd∶YAG脉冲激光,设计面扫描分析方法,结合自行开发的软件,首先对标准样品进行面扫描分析,建立定标曲线,说明元素含量与谱线强度的关系。然后对由标准样品压制的表面元素含量分布不均匀的样品进行面扫描分析,生成二维分布图,并与样品表面形貌进行比较,验证了分析方法的正确性。最后以100 μm的分辨率对天然铁矿石样品表面14 mm×11 mm范围内进行面扫描分析,得到其表面Ca,Al,Ti和Mn四种元素的分布情况,并将分析结果与铁矿石表面形貌相比较。结果表明,激光诱导击穿光谱技术作为一种成分分析方法,可以对不均匀样品的表面成分分布情况进行定性分析。     

明永乐青花瓷片的显微拉曼光谱分析

利用显微拉曼光谱对明永乐青花瓷釉及釉中的结晶物进行了分析,釉的拉曼谱中Si-O弯曲振动与伸缩振动峰的面积比(Ip=A500/A1000)与陶瓷的烧成温度相关连。同时在釉中还发现有Fe3O4、α-Fe2O3、Co3O4、MnO、Mn2O3、硅酸钙、磷酸钙等结晶物。研究结果表明,显微拉曼光谱是一种简便、可靠的无损检测手段,对古陶瓷的鉴定与分析有重要的应用意义。     

拉曼光谱阵列面扫描判断蓝色签字笔与印泥的时序研究

朱文时序的检验一直是公安司法鉴定的难点之一, 是文件检验工作者致力研究的难题之一。传统的检验方法灵敏度较低, 特别是对于蓝色签字笔与印文的先后顺序判断很难得到好的效果。为此, 寻求更为简单无损的方法成为了物证检验人员致力追求的目标。将拉曼光谱阵列面扫描成像技术拓展应用于蓝色签字笔与印泥印文先后顺序的研究中, 可以真正意义上实现对检材的无损检验和对检验结果的直观表述, 一方面可以深入研究拉曼光谱阵列面扫描成像技术的各项实验条件及方法特性, 拓展拉曼光谱技术在物证鉴定领域的应用范围; 另一方面也为朱文时序的判断研究提供一种新方法, 使实验结果更加准确可靠。     

“南海Ⅰ号”沉船木材的微束XRF面扫描分析

“南海Ⅰ号”是一艘南宋时期的木质商船,沉没于我国广东省阳江市东平港以南约20海里处,发现于1987年,经多次水下考古调查后,于2007年严格按照水下考古规范,成功地将其整体打捞出水,迄今为止中国境内发现的年代最早、船体最大、保存最完整的古沉船。由于在海底埋藏达800年之久,因此船体和及其所承载的木质文物,在海水中盐份以及各种微生物的协同作用下,发生了严重的物理化学和生物降解作用,使得原有的木材成分大量降解流失,木质纤维间的支撑力减少,导致强度降低,结构糟朽。硫铁化合物是海洋出水木材的重要病害来源,因此铁、硫元素的含量、分布以及赋存状态,对海底出水有机质材料的研究和保护具有重要的学术价值。由于制样和传统方法限制,难以对出水木材中的铁和硫进行原位无损分析,同时分析速度和测量成本亦是难以克服的困难。微束X射线荧光技术,特别是基于常规X光管的微聚焦技术,为该问题提供了便捷、快速、可靠、无损和低成本的解决方案。基于此,选择“南海Ⅰ号”出水船体为研究对象,应用最新的多导毛细管微聚焦X射线荧光光谱技术,并结合拉曼光谱分析,对出水木材中的铁、硫含量和分布进行了面扫描分析。结果指出,样品中的铁、硫元素分布不均,存在多种赋存形态,揭示了元素分布特点和规律为研究水木材中硫、铁的来源、富集以及耦合关系等提供了线索。研究表明,微束XRF技术可有效分析不规则、不均匀的饱水木材中不同部位铁、硫丰度,在二维尺度上揭示元素的分布情况以及其相关性。研究结果可为探讨海洋出水木材中的硫、铁及其化合物的沉积和循环机制以及相关文物保护和修复工作,提供重要的科学支持和有益借鉴。     

面阵扫描型警戒系统目标探测方法

根据红外面阵探测器的成像特点,提出了一种面阵扫描型警戒系统,该系统的新颖之处在于面阵的旋转会带来目标探测有效像元数目的增加,并使得目标探测信噪比得到提高.描述了使用面阵探测器扫描型警戒系统的系统参数和工作过程,推导了该系统的点扩散模型,分析了目标的成像特点,重点描述和分析了针对本系统特点的目标探测算法,并介绍了其信号处理的硬件结构.实验结果表明,基于面阵探测器的红外搜索系统具有很高目标探测概率,并且能够在强杂波环境中检测弱目标.     

大面阵连续变焦面阵扫描红外光学系统设计

基于红外扫描图像系统理论,设计了一款采用大面阵1 280×1 024 pixel@12μm/F2中波制冷传感器的连续变焦面阵扫描红外光学系统。按照设计指标要求,对光学系统参数进行分析后,确定采用像方扫描方式补偿扫描平台运动产生的积分时间内的物面移动,解决面阵探测器扫描时的热成像拖尾现象,望远系统采用二次成像、负组元变倍、正组元补偿的结构形式实现连续变焦,即光学系统结构确定为三次成像的型式。在设计程序中对凸轮曲线、扫描光学系统的热冷反射做出分析调整。光学模拟结果显示：系统在扫描振镜往返情况下,全视场的MTF值在频率42 lp/mm处均大于0.3,并且凸轮曲线在整个变焦过程中平滑,没有出现拐点,最大压力角小于50°。最后,对系统开展了成像实验测试,实验结果表明：该控制系统能够在60 mm～600 mm区域连续变焦,在变焦过程中成像周围景色清晰可见,完全没有冷反射情况发生,同时系统在旋转扫描过程中成像均清晰稳定,没有拖尾现象。该系统可用于连续变焦搜索跟踪一体的红外系统中。     

石墨烯-六方氮化硼面内异质结构的扫描隧道显微学研究

石墨烯-六方氮化硼面内异质结构因可调控石墨烯的能带结构而受到广泛关注. 本文介绍了在超高真空体系内, 利用两步生长法在两类对石墨烯分别有强和弱电子掺杂的基底, 即Rh(111)和Ir(111)上制备石墨烯-六方氮化硼单原子层异质结构. 通过扫描隧道显微镜及扫描隧道谱对这两种材料的形貌和电子结构进行研究发现: 石墨烯和六方氮化硼倾向于拼接生长形成单层的异质结构, 而非形成各自分立的畴区; 在拼接边界处, 石墨烯和六方氮化硼原子结构连续无缺陷; 拼接边界多为锯齿形型, 该实验结果与密度泛函理论计算结果相符合; 拼接界面处的石墨烯和六方氮化硼分别具有各自本征的电子结构, 六方氮化硼对石墨烯未产生电子掺杂效应.     

扫描离子束云纹法

提出了一种在微米尺度下测量物体面内位移的新型扫描离子束云纹法。对该方法的测量原理以及变形测量的精度进行了阐述。以平行云纹和转角云纹为典型实验对该方法的测量精度进行了检验。该方法成功地应用于微电子系统结构在去除SiO2牺牲层后的残余变形测量。实验结果证实了该方法的可行性。     

拉曼面扫描无损鉴定矿物包裹体：以彩虹方柱石中的磁铁矿包裹体为例

如何利用拉曼光谱对矿物中的微小包裹体进行无损鉴定,是矿物学与宝石学研究中经常遇到的问题。彩虹方柱石是一种含有特殊包裹体的方柱石,其包裹体在反射光下呈现虹彩效应。本文利用超景深显微镜、电子探针、显微激光拉曼光谱、X射线粉晶衍射分析,特别是创新性运用拉曼光谱面扫描填图技术对彩虹方柱石中微小的磁铁矿包裹体进行了无损鉴定研究。显微特征显示,彩虹方柱石的包裹体可能和固溶体出溶有关,微小包裹体平行排列,形成了类似反射型衍射光栅的结构,导致其在反射光下出现彩虹色。根据电子探针测试结果,彩虹方柱石端元组分为Ma_68.2-69.7Me_30.3-31.8,属针柱石亚族。根据拉曼光谱测试结果,部分包裹体出现了位于661 cm-1处的弱拉曼峰。由于图谱信噪比普遍偏低且该峰并不会在所有测试位置出现,所以容易被忽略。为进一步探究该峰的来源,对包裹体部位进行拉曼面扫描,并选择630～680 cm-1范围的拉曼峰进行了相关性分析,确认了包裹体位置普遍存在位于661 cm-1处的弱拉曼峰。该拉曼峰可归属为磁铁矿的A_1g振动峰,从而确认了产生虹彩效应的针状包裹体中包含有更微小的磁铁矿包裹体。XRD测试结果表明,包裹体较多的样品存在位于2.51 Å处的磁铁矿（311）晶面衍射峰,进一步验证了拉曼光谱面扫描的结果。根据上述实验,拉曼面扫描技术或许可以成为鉴定矿物宝石中微小包裹体的有效辅助性手段。该研究创新性提出,如果矿物包裹体的拉曼信号很弱,可以将拉曼面扫描结果与包裹体的分布特征结合分析来判断该信号的有效性。同时为无损鉴定矿物中的包裹体提供了一种新的研究思路与方法。     

历代景德镇青花瓷光谱特征分析研究

景德镇青花瓷是我国最具代表性的陶瓷品种之一,具有很高的学术价值和社会经济价值。不同年代的青花瓷仅靠外观难以区分,如何快速准确区分不同年代的景德镇青花瓷是文物保护界面临的一个难题。高光谱技术是一种完全无损的分析方法,并已经在壁画、字画等文物的颜料分析中得到成功应用,目前还没有关于瓷器文物的高光谱研究成果出现。选取28个历代景德镇青花瓷碎片样本,使用地面光谱仪测量样本胎釉和青花料部位反射率光谱,分析其典型光谱特征,并对历代青花料光谱特征参量变化趋势进行了分析。研究表明,青花料部位在可见近红外波段光谱特征较为显著,历代青花料光谱特征参量有较明显的差异,并有一定的变化规律。高光谱技术对于景德镇青花瓷的断代研究有很大潜力。     

中国古代南方白瓷的组成特征研究

景德镇窑和德化窑是南方白釉瓷窑口中最具有代表性的两个窑口。该文利用能量色散X射线荧光光谱分析仪,对30件宋、元、明时期的德化白瓷以及元代景德镇枢府白瓷样品进行了测试,并从时空角度对比分析了不同白瓷样品胎釉的组成特征。结果表明,景德镇枢府白瓷胎釉组成铁含量均明显偏高,而德化白瓷胎釉组成中的钾含量均明显偏高,且随着时间发展具有上升趋势,这应是德化雕塑白瓷异军突起的主要原因。     

巩窑唐代早期白瓷的EDXRF线扫描分析

具有悠久瓷器生产历史的巩窑,是我国古代北方烧制白瓷的3个代表性窑口之一。在唐代早期,为了掩盖瓷胎表面的粗糙状态和较深的胎体颜色,提高瓷器的质量和白度,巩窑白瓷在胎的表面施加了一层装饰层——化妆土。用能量色散X射线探针技术对这些白瓷碎片的剖面进行了主要化学成分的线扫描分析,结果表明： 巩窑唐代早期白瓷的化妆土使用了不同的原料,与光学显微镜下观察到的现象相符合。另外,白瓷釉可能是加有草木灰的钙釉。     

黄冶窑白瓷的物相和微观结构研究

以黄冶窑四个时期的白瓷样品作为研究对象,利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对样品进行分析,结果表明:黄冶窑白瓷胎的物相基本相同,主要是莫来石、α石英和方石英、未熔石英和少量的粘土相;黄冶窑白瓷釉中有气泡存在,釉中气泡为圆形,釉中存在微米级的针状或柱状钙长石晶体,釉存在分相结构,且分相结构与析晶相伴而生;黄冶窑白瓷胎中有气孔、未熔的石英颗粒、较大的Ti颗粒、莫来石晶体和石英晶体。The white porcelain samples of the four periods of Huangye kiln were studied in this paper, and the samples were analyzed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The results show that the material phase is basically the same of the white porcelain bodies from Huangye kiln, and mainly mullite, alpha quartz and cristobalite, unmelted quartz and a small amount of clay phase; There are some round bubbles in HuangYe kiln white porcelain, glazes, so are some feldspathic crystals with micro-level needles or columnar. It is evident to observe phase separation structure, which is accompanied by the birth. Apart from some pores, unfused quartz particles, larger Ti particles, mullite crystals and quartz crystals can also be found in the embryo of Huangye kiln white porcelain.     

严和店窑汝瓷和钧台窑钧官瓷的EDXRF分析

采用能量色散X射线荧光（EDXRF）技术测试了若干严和店窑汝瓷和钧台窑钧官瓷样品胎和釉的化学组成, 利用多元统计中的因子分析方法分析了两窑场胎和釉的差异。结果表明:严和店窑汝瓷和钧台窑钧官瓷能较好地加以区分。再次证明了钧瓷和汝瓷是有区别的。 The chemical components of the body and glaze samples of some Ru porcelains from Yanhedian kiln and Jun official porcelains from Juntai kiln are determined by the technology of Energy Dispersive X ray Fluorescence(EDXRF) in this work. The difference of the two kiln’s glaze and body are analyzed by factor analysis method of Multi dimensional statistical analysis. The results indicate that Yanhedian Ru porcelains can be well distinguished from Jun official porcelains from Juntai kiln. This evidence once again proves that Jun ceramics and Ru ceramics can be distinguished obviously.     

清代红绿彩瓷器无损分析研究

红绿彩瓷器是我国陶瓷史上一种重要的釉上彩瓷器,分析其彩料的化学组成和物相结构对其烧制工艺的研究有很重要的意义.但由于瓷器表面的不平整和彩料分布的不均匀性,导致其不满足传统的1 mm×10 m m线光源的X射线衍射仪对样品的测试要求.而毛细管聚焦的X射线衍射仪采用点光源的方式照射样品,毛细管X光透镜对Cu-Kα 的能量有...     

用指纹元素散布分析研究古耀州瓷胎的起源

选取耀州窑瓷胎样品25个，唐三彩的胎3个，作坊匣钵料样品1个，耀州博物馆附近粘土矿样品4个．用中子活化分析测量样品中29种元素的含量，从这29种元素中挑选出8种指纹元素，将指纹元素的含量进行散布分析．结果表明，出自不同窑口的古耀州瓷的胎，有着长期稳定的、集中的原料产地．耀州窑唐三彩的胎料产地和耀州瓷胎的原料产地相同．25 samples of Yaozhou porcelain bodies, 3 samples of the tri-color pottery bodies during the Tang Dynasty, 1 samples of Saggar material during Song Dynasty and 4 samples of clay mineral taken from the place near Yaozhou Kiln Museum was selected . The technique of neutron activation analysis (NAA) has been employed to measure the content of 29 kinds of elements in the samples. 8 elements of them were selected as fingerprint elements to make scatter analysis.The conclusion is that the ancient Yaozhou por...     

基于果蝇算法优化径向基神经网络模型的白光发光二极管可靠性

根据白光发光二极管失效物理机制选取理想因子、结温、色坐标漂移量等参数作为输入量,利用果蝇算法自学习优化标准径向基神经网络基函数宽度,提高输出精度.研究表明,径向基神经网络模型可以成功预测白光发光二极管可靠性衰变趋势,具有较高的稳定性和鲁棒性;利用果蝇算法优化后,预测平均误差成功减少为3.1%,对未来建立以神经网络为基础的发光二极管可靠性预测模型库提供有益帮助.     

Study on the Interaction Mechanism of Lysozyme and Bromophenol Blue by Fluorescence Spectroscopy

The interaction of lysozyme with bromophenol blue (BPB) in acetate buffer (pH 6.0) was studied by fluorescence quenching method for the first time. It was found that BPB could conspicuously quench the fluorescence of lysozyme by the static quenching process, possibly due to the binding on the active site near Trp62. The binding parameters including the binding constant and the number of binding site were calculated. The thermodynamic parameters ΔH°, ΔS° and ΔG° at different temperatures were obtained. The formation of lysozyme–BPB complex depended on the cooperation of the hydrophobic and electrostatic forces. And the binding average distance between lysozyme and BPB was determined. The effect of common metal ions on the binding constant of lysozyme–BPB was also examined.