微型光热驱动机构的光热膨胀理论模型与实验研究

提出和发展了一种基于微尺度光热膨胀效应的微型光热驱动机构.建立了膨胀臂的微尺度光热传导与膨胀的物理模型,利用有限元分析和数学物理方法,推导出膨胀臂的一维温度分布表达式及光热膨胀量和偏转量的计算公式.利用准分子激光微加工系统设计制作了一个长度为1200?μm 的微型光热驱动样机,根据激光和样机的相关参数,计算得到光热膨胀量与激光功率之间的理论关系曲线.实验结果表明,微型光热驱动机构的光热偏转量（对应于膨胀量）与照射到膨胀臂上的激光功率近似成线性关系,实验曲线与理论模型及计算结果符合良好.在理论和实验研究基础上,作为光热微驱动的应用实例,设计并加工制作了一个双向微开关型光热驱动机构,并通过实验实现了双向微开关功能. 关键词： 光热膨胀臂 微驱动机构 光热传导模型 激光     

虚数√-1的历史

在今天的数学教科书中,虚数√-1是经由其作为二次方程x2＋1=0的根引入的,但在数学史上,虚数√-1是在三次方程的求解中出现的,且让我们追溯历史,重现厅的产生过程,并反思数学史在数学教学中的重要作用．     

河套蜜瓜糖度可见近红外光谱特征波长提取方法研究

河套蜜瓜是我国西北河套地区独具特色的果品,一直深受消费者的喜爱。糖度(sugar content)是衡量蜜瓜品质和成熟度重要指标。采用Maya 2000pro便携式光谱仪和PR-101ɑ便携式数字折光仪获取“金红宝”蜜瓜光谱信息及糖度值,研究了不同特征波长提取方法：逐步多元线性回归(SMLR)、间隔偏最小二乘法(iPLS)、反向区间偏最小二乘法(biPLS)以及联合区间偏最小二乘法(siPLS))对蜜瓜样品模型精度和预测结果的影响。结果表明：采用biPLS特征波长提取方法将全波段光谱均匀分成20个子区间,PLS因子数为14,当剔除其中8个子区间,选择的波长变量数为218时,得到的biPLS模型最佳,对应的校正集和预测集的RMSE分别为0.996 1和1.18。采用biPLS光谱波长筛选方法可以有效地提取蜜瓜糖度的特征波长,提高建模预测能力,实现蜜瓜糖度的快速检测。     

Average Range and Network Synchronizability

The influence of structural properties of a network on the network synchronizability is studied by introducing a new concept of average range of edges. For both small-world and scale-free networks, the effect of average range on the synchronizability of networks with bounded or unbounded synchronization regions is illustrated through numerical simulations. The relations between average range, range distribution, average distance, and maximum betweenness are also explored, revealing the effects of these factors on the network synchronizability of the small-world and scale-free networks, respectively.     

High precision Zernike modal gray map reconstruction for liquid crystal corrector

This paper proposes a new Zernike modal gray map reconstruction algorithm used in the nematic liquid crystal adaptive optics system. Firstly, the new modal algorithm is described. Secondly, a single loop correction experiment was conducted, and it showed that the modal method has a higher precision in gray map reconstruction than the widely used slope method. Finally, the contrast close-loop correction experiment was conducted to correct static aberration in the laboratory. The experimental results showed that the average peak to valley (PV) and root mean square (RMS) of the wavefront corrected by mode method were reduced from 2.501\lambda (\lambda =633~nm) and 0.610\lambda to 0.0334\lambda and 0.00845\lambda , respectively. The corrected PV and RMS were much smaller than those of 0.173\lambda and 0.048\lambda by slope method. The Strehl ratio and modulation transfer function of the system corrected by mode method were much closer to diffraction limit than with slope method. These results indicate that the mode method can take good advantage of the large number of pixels of the liquid crystal corrector to realize high correction precision.     

水热法合成SnO2金红相纳米柱和亚微米晶体

本文采用水热法,以SnCl4·5H2O为前驱物,在180℃,填充度为68;,反应时间8h,强酸环境条件下合成了SnO2纳米金红相晶体,直径约为5～10nm,长30～100nm.加入一定量的NaOH,调节溶液pH值为强碱性(pH=11),同样条件下也合成了SnO2金红相纳米柱晶体,长200nm、直径10～20nm.提高水热反应的温度为430℃,矿化剂为3mol/L NaOH,反应时间24h,合成了亚微米金红相SnO2晶体,最大线度为300nm.     

基于液相AFM及干涉频谱法的多孔氧化铝薄膜在线测量系统研究

介绍了多孔氧化铝薄膜(PA)厚度在线测量系统的工作原理、系统结构及独特性能。在白光(宽光谱)照射下,薄膜的上表面和下表面反射的两路光线发生干涉,产生了携带薄膜光学厚度信息的反射光谱。同时,利用液相原子力显微镜(AFM)实时获得的PA膜的表面形貌信息,根据膜系统的Maxwell-Garnette有效介电常数理论,经相干势近似计算得到薄膜的有效折射率,进而得到此时PA膜的物理厚度。使用该系统对PA膜氧化制备过程进行了在线扫描和膜厚测量试验,成功的获得了PA样品的实时表面形貌图像,得到样品的孔隙率和有效折射率。并根据样品反射光谱,利用反射干涉频谱法计算得到氧化150和180 min时,PA膜厚分别为5.35和6.25 μm。本系统具有测量简便、实时性好、无损及测量精确的特点,在实时测量和监控膜厚的同时可获得样品的表面形貌、孔隙率、有效折射率等信息。     

石墨电极力学性能和界面剥离强度的实验研究

石墨电极已被广泛应用于商业锂离子电池,因而对于石墨电极的力学性能要求也在不断提高。通过表征和研究石墨电极的力学性能和界面剥离强度,能够为石墨电极相关技术的可靠性研究提供必要的数据支持和理论指导,从而使石墨电极得到合理和可靠的使用。本文运用拉伸和180°剥离实验,分别研究了石墨电极原样、电解液浸泡后的电极以及不同充电状态(SOC)下电极的力学性能和界面剥离强度。拉伸实验结果表明,充满电状态下电极材料的断裂形式是脆性断裂,而原样电极、电解液浸泡后电极以及完全放电状态下电极均表现出韧性断裂。180°剥离实验结果表明,电极的活性层与集流体之间界面剥离强度在充满电状态下的值比完全放电后的值大。经过电解液浸泡后的电极活性层与集流体之间界面剥离强度则与原样电极的值相同。经过1000次充放电循环后,石墨电极活性层与集流体之间界面剥离强度则远远低于未经过充放电循环电极的值。     

直接吸收光谱多普勒展宽测温中的激光功率稳定研究

国际单位制中温度基本单位"开尔文"的重新定义致使温度测量逐步实现国际协议温度标准与热力学温度标准的融合。基于铯133原子直接吸收光谱的多普勒展宽测温可实现芯片尺度室温范围的热力学温度测量,但其拟合残差及不确定度受限于测量激光的功率稳定性,针对此问题,提出在外腔扫描式激光器的频率稳定基础上,利用声光调制器以及高速比例-积分控制器构建闭环功率稳定系统,提升并评价了测量激光光束的功率稳定性。实验证明测量光束在10mW微弱功率条件下相对噪声强度达到-126dB/Hz,30min内功率稳定性达到0.008%。上述激光功率稳定性有效减小了拟合残差以及不确定度,为实现芯片尺度、在线免标定的热力学温度传感奠定基础。