Detection of subsurface defects of fused silica optics by confocal scattering microscopy

<正>A non-destructive technique for subsurface measurements is proposed by combining light scattering method with laser confocal scanning tomography.The depth and distribution of subsurface defect layers are represented in term of scattered light intensity pattern,and three types of fused silica specimens are fabricated by different grinding and polishing processes to verify the validity and effectiveness.By using the direct measurement method with such technique,micron-scale cracks and scratches can be easily distinguished,and the instructional subsurface defect depths of 55,15,and 4μm are given in real time allowing for an in-process observation and detection.     

内爆载荷作用下圆柱钢壳的动态破碎性能

针对高应变率条件下金属壳体破碎性问题,通过内爆加载试验研究了不同装药条件对圆柱钢壳破碎性能的影响规律,探索了一种新的适用于圆柱壳体的破碎性评估准则。实验结果表明:对于不同的给定材料与炸药组合,壳体的单位长度修正Payman破碎参数Cu和装药与壳体质量比值(C/M值)之间均存在线性关系;端部效应会使壳体破碎参数降低一固定值;壳体壁厚和无装药部分长度等因素对Cu值影响较小,且壳体无装药部分的破碎性较差,只与壳体材料有关。     

30CrMnSiNi2A晶格参量的测量及回复规律研究

针对X射线衍射领域中晶面衍射峰重叠问题,提出一种新的重叠峰分离方法.采用RU-200V转靶衍射仪对30CrMnSiNi2A晶格参量及其回复规律进行研究,得出不同回火温度下晶格参量与碳含量的变化关系.研究结果发现:由于碳的过饱和度不同以及合金元素的影响,30CrMnSiNi2A与高碳马氏体晶格参量的变化规律虽基本符合,但其变化速率存在差异.在不同回火温度下晶格参量a基本与碳含量无关,随着回火温度升高,a值略有下降.晶格参量c则随碳含量的变化幅度较大,从淬火态到180℃回火态出现一个陡降过程,随着回火温度升高,其变化幅度又趋于平缓.     

可燃液体爆燃特性及其抑制实验

设计了一套可燃液体爆炸特性实验装置,利用该装置和立式爆轰管对RP-5油料、RP-3油料及工业酒精的爆炸特性、1301惰性气体对这3种燃料的抑制进行了研究。结果表明:RP-5油料、RP-3油料及工业酒精爆炸的体积分数范围分别为1.53%～7.73%、0.82%～7.17%及 3.38%～18.25%;酒精云雾爆轰的临界起爆能为2.11 MJ/m2、爆速和爆压分别为1 609 m/s 、1 480 kPa,爆轰波传播的胞格宽度为14.5 mm,长度为16.2 mm。1301惰性气体对RP-5油料、RP-3油料及工业酒精的最小惰化体积分数分别为6.75%、6.8%及 5.56%;二氧化碳和氮气对RP-3油料的最小惰化体积分数分别为45%和49%;1301惰性气体对油料爆炸抑制效果明显好于二氧化碳与氮气。     

节瘤缺陷激光损伤的研究进展

在近红外反射类激光薄膜中,节瘤缺陷是引起薄膜激光损伤的主要因素。为了提高激光薄膜的损伤阈值,对节瘤缺陷及其损伤特性进行研究具有重要意义。从真实节瘤缺陷和人工节瘤缺陷两个方面介绍节瘤缺陷的研究进展。基于真实节瘤缺陷的研究,建立了节瘤缺陷的结构特征,形成了节瘤缺陷损伤特性和损伤机制的初步认识,利用时域有限差分法(FDTD)模拟了电场增强,初步解释了节瘤缺陷的损伤机制,发明了抑制节瘤缺陷种子源的方法和激光预处理技术,减少了节瘤缺陷,提高了薄膜损伤阈值。但是真实节瘤缺陷的性质,如种子源尺寸、吸收性以及位置深度等,都难以控制和预测,难以开展节瘤缺陷损伤特性的系统和量化研究,致使关于节瘤缺陷损伤的科学认识尚有不足。基于人工节瘤缺陷的研究,可以实现节瘤缺陷损伤特性的系统、量化甚至单一因素研究,极大地提高了实验研究的效率和可靠性,获得了一系列定量损伤规律。人工节瘤缺陷的高度受控性使实验研究与理论模拟的可靠对比成为可能,人工节瘤缺陷的损伤形貌和FDTD电场模拟的直接比较实验不仅验证了时域有限差分法(FDTD)模拟电场的正确性,也进一步明确了电场增强是诱导节瘤缺陷损伤的主要机制。对节瘤缺陷的损伤机制有了更为深刻的认识后,人们开始调控节瘤缺陷的电场增强效应提高节瘤缺陷的损伤阈值,发展了宽角度反射薄膜技术和节瘤缺陷平坦化技术,抑制电场增强,提高损伤阈值。这扩展了控制节瘤缺陷的思路和方法,从原来单一的去除节瘤缺陷到调控节瘤缺陷,为进一步提高薄膜的损伤阈值开辟了新的方向和途径。     

基于时间控厚离子束溅射技术的宽带减反膜制备

 为了制备满足设计要求的宽角度、宽波段减反膜,利用离子束溅射沉积技术,在时间-功率控厚的模式下,对膜层沉积速率进行了精确修正。在实验中,利用时间-功率控厚的离子束溅射沉积技术,选择HfO₂和SiO₂作为高低折射率组合,在超抛ZF6玻璃基底上制备了宽角度、宽带减反膜,通过对实验后的透过率光谱曲线的数值反演计算,获得膜层厚度修正系数,初步得到了沉积速率随沉积时间变化的规律。利用修正后的沉积参数制备设计的膜系,在0°~30°入射角度下,600~1 200 nm波段的平均透过率达到99%以上。     

单层膜体吸收与界面吸收研究

采用热透镜测量方法进行了SiO₂和HfO₂单层膜的体吸收与界面吸收分离研究.首先推导了光从薄膜侧及基底侧入射时单层膜内的驻波场分布,给出了单一厚度薄膜分离体吸收和界面吸收的计算方程式以及求解薄膜消光系数的方法.利用电子束蒸发工艺制备了半波长光学厚度(λ=1064 nm)的SiO₂和HfO₂单层膜,通过热透镜的测量数据实际分离了两种薄膜的体吸收和界面总吸收.计算结果表明,对于吸收小至10^{-6关键词： 驻波场理论 光热技术 薄膜吸收 消光系数}     

超低空状态下海面激光后向散射测量与仿真

海面的激光散射特性是制约激光雷达对低空飞行器进行探测与识别的关键因素之一.模拟超低空状态,通过人工造渡池模拟不同海情的海面,采用激光散射测量装置在典型海情下近距离海面获取了激光后向散射数据;采用网格化分割海面,根据Pierson-Moscowitz谱构建了三维时变海面几何模型,利用Torrance-Sparrow模型模拟分析海面的近距离激光后向散射特性.测量和仿真数据表明:实测与仿真结果一致,海面的激光散射受海面几何波形调制;其强度随擦地角增大而增大;由于海面的随机起伏,海面散射极大值存在较大范围波动,并且波动随擦地角减小而增大.     

蓄能器壳体的塑性极限载荷和失效分析

结构完整性是液压蓄能器设计制造的重要依据，为确定内压作用下某蓄能器壳体的最大承载能力，采用弹塑性理论分析、数值仿真与试验研究相结合的方法，对壳体塑性极限载荷和失效位置进行研究。结果显示：由于未考虑壁厚的影响，理想弹塑性分析结果明显偏高；尽管忽略了应变强化效应，但是通过荷载因子逐步加载，非线性有限元仿真得出的极限载荷仍然比较接近爆破试验实测值，误差仅为3.5%，并且预测的塑性失效位置与实际破口部位基本一致，说明非线性有限元Risk法能够获得更符合实际的结果，可用于简单薄壁压力容器的分析设计。     

马氏体晶格参量的X射线测量方法研究

马氏体具有四方的结构,其四方性随含碳量的增加而增大,点阵发生扭曲,当含碳量比较高时,原来α-铁晶体的晶面如(110)、(200)、(211)、(220)等的衍射线条分解成为双重线(101-110、002-200、112-211、202-220)。当含碳量降低时,双重线非常靠近,形成了一条宽的线带,使得马氏体晶格参量的测量十分困难。本文利用每对双重线中的多重性因素的变化特点(如101为8,110为4,002为2,200为4,112为8,211为16等)提出了低碳马氏体晶格参量的测量方法。