半导体激光器的自混合散斑干涉测量流体速度

提出了一种简便的激光自混合散斑干涉测量流体速度的方法。根据散斑和法布里-珀罗腔的理论,提出了半导体激光器的自混合散斑干涉模型。研究了流体运动时在半导体激光器内产生的自混合散斑干涉效应(SMPI),给出了激光器输出增益的变化及其概率密度分布。得到了激光自混合散斑干涉平均频率与流体速度之间的关系。模拟计算和实验结果验证了这个关系。利用散斑干涉的平均频率与流体速度的关系测量了高分子材料溶液的速度,并在溶液浓度和背景光变化时,对流体速度进行了测量、比较和分析。实验表明。在溶液浓度不太低时,测量误差小于8％。     

正弦相位调制型激光自混合干涉仪的实时位移测量技术

采用正弦相位调制技术与时域解调相位方法相结合,提高激光自混合干涉仪在大量程位移测量中实时测量的准确度和速度。通过在激光器外腔中放置的电光晶体调制器对光束进行正弦相位调制,采用时域解调相位方法解调干涉信号相位。同时满足了大量程位移测量过程中的速度要求以及实现干涉仪位移测量的实时性。实验上,用PI公司高分辨率的商用电动位移平台标定的结果验证了该正弦相位调制激光自混合干涉仪在百毫米级大尺度位移测量中可达到小于0.5μm的位移测量误差。对干涉仪在实时位移测量中的影响测量速度的因素进行了分析,得出了本干涉仪的测速上限。     

基于频分复用技术的激光反馈干涉二维动态位移测量

提出了一种基于频分复用技术的激光反馈干涉二维动态位移测量方法。激光器输出的光被分为两路,分别以±1级自准直衍射角入射至反射光栅,并沿原光路返回至腔内产生激光反馈干涉效应。在±1级衍射光路中放置电光晶体对光束相位进行高频调制,利用频分复用技术实现二维动态位移的测量。实验结果表明,所提方法能够重构出物体的二维动态位移,位移分辨率可达10 nm量级。所提方案通过在激光反馈干涉仪中引入衍射光栅,提高了激光反馈干涉测量系统的稳定性和抗环境干扰能力,同时也为使用单光源进行多维度微位移测量提供了新的思路。     

基于频分复用技术的激光反馈干涉二维动态位移测量

提出了一种基于频分复用技术的激光反馈干涉二维动态位移测量方法。激光器输出的光被分为两路,分别以±1级自准直衍射角入射至反射光栅,并沿原光路返回至腔内产生激光反馈干涉效应。在±1级衍射光路中放置电光晶体对光束相位进行高频调制,利用频分复用技术实现二维动态位移的测量。实验结果表明,所提方法能够重构出物体的二维动态位移,位移分辨率可达10 nm量级。所提方案通过在激光反馈干涉仪中引入衍射光栅,提高了激光反馈干涉测量系统的稳定性和抗环境干扰能力,同时也为使用单光源进行多维度微位移测量提供了新的思路。     

半导体激光器内自混合散斑干涉

在散斑和半导体激光器的自混合干涉理论的基础上,提出了基于法布里一珀罗腔的自混合散斑干涉模型,对粗糙表面产生的激光器内自混合散斑干涉效应(SMSI)进行了详细的理论研究和分析,得到了粗糙腔条件下的激光动力学的数值解。模拟产生了高斯相关随机表面及其在夫琅禾费面上产生的散斑场,以及该散斑场与相干光场叠加所形成的光场,分析了这些情况中光强的统计特征,与已知实验情况进行了对比,模拟结果与已知统计结果相同。给出了粗糙表面运动时激光器输出增益的变化及其概率密度分布。对由于照明宽度和外腔长度的变化而给粗糙表面运动时激光器输出增益变化带来的影响进行了分析。实验结果和模拟结果相符。     

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定矿石中的铼——三种前处理方法比较

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法是目前最常用测定分散元素铼的分析手段,其样品前处理方式有酸溶、半溶法。综合比较目前常用的三种溶样方法:氧化镁半溶法、密闭酸溶法、四酸(硝酸、氢氟酸、高氯酸、盐酸)敞开+强氧化剂法,从数据准确度、称样量、样品分解程度、引入杂质、溶解时间、操作过程等方面综合考察方法的适用性,并探讨了铼的不同三种伴生矿物对结果的影响。结果表明,氧化镁半溶法准确度高,适合低含量样品的测定,但过程复杂,不适合大批量的样品;密闭酸溶法适合高含量样品测定;四酸敞开+强氧化剂法操作简单,溶矿时间较短,但因采用了高沸点酸高氯酸,使结果偏低。     

基于F-P腔强度解调的微位移传感器

基于一次谐波腔长锁定技术,设计了一种基于法布里-珀罗(F-P)腔干涉的强度解调型微位移传感器。系统对F-P腔的初始腔长进行动态锁定,通过将F-P腔腔长的微小变化转化为强度信号,实现直接快速地对待测目标的微位移进行测量。详细地阐述了位移传感器的理论模型及一次谐波锁定F-P腔腔长的技术方案,实验中采用商用的高精度压电陶瓷平移台(PZT)模拟了实际物体的运动状态,实验结果表明,该系统对峰峰值在λ/4(λ为光波波长)以内、频率不高于400Hz的微位移有很好的测量结果,频率误差小于0.5Hz,测量精度小于1nm。     

X-两环结构的光学特性研究

提出了一种X-两环的金属周期性阵列结构,该结构由两个同心圆环包围中心X型构成.利用时域有限差分算法研究了该结构的光学特性.计算表明,当光入射到金属表面时,能够在结构中产生法诺共振现象,并在不同的位置下产生共振谷.同时,共振谷的出现又明显依赖于结构的相对参数(X的臂长、内外环的距离、内外环宽度、周期、环数、X所呈的角度),从而可以通过调节结构的相对参数来实现对结构的共振强度及共振谷位置的调控.另外,进一步分析了在不同环境折射率条件下该结构共振谷的变化规律,可以得出该结构也对周围的环境折射率有着较高的敏感度,最高可达1300 nm/RIU.结果表明,该结构在环境折射率传感器及某些光子器件的应用方面有着潜在的价值.     

离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用法测定卷烟中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的含量

称取卷烟烟丝0.200 0g,用100mmol·L-1 EDTA溶液(pH 7.5)20mL,于50℃水浴中提取3h;取此提取液5mL经过炭黑小柱净化,得到烟丝的样品溶液。为制得烟气中粒相物样品溶液,取20支卷烟经转盘吸烟机用静电捕集法捕集烟气中的粒相物;用上述EDTA溶液将捕集管上的粒相物全部冲洗于20mL容量瓶中,定容后在相同条件下提取并净化。将在标准抽吸条件下所得一整支卷烟的烟灰和烟蒂,按上述相同条件用EDTA溶液提取后,取提取液5mL,经0.45μm滤膜过滤,滤液为烟灰和烟蒂的样品溶液。以上所得3份样品溶液分别收集于离子色谱进样瓶中,用IonPac AG11-HG色谱柱分离,用50mmol·L-1硝酸铵溶液(pH 6.8)作为流动相进行洗脱;按所选条件用电感耦合等离子体质谱法测定洗脱液中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)。结果表明:Cr(Ⅲ)与Cr(Ⅵ)的质量浓度分别在0.15~1 500,0.06~600μg·L~(-1)内与对应的峰面积之间呈线性关系,检出限(3S/N)分别为0.15,0.06μg·L~(-1)。用标准加入法测得方法的回收率依次在95.2%~98.6%,90.6%~96.8%;对同一样品重复进样7次,峰面积的相对标准偏差依次为3.3%,4.8%。结果显示:卷烟中铬的主要来源于烟丝,以Cr(Ⅲ)为主;在抽吸过程中,熔点较低的Cr(Ⅲ)化合物容易转移至烟气的粒相物中,从而被滤嘴截留或进入主流烟气中,而Cr(Ⅵ)则大部分残留在烟灰中。     

造纸法烟草薄片浆液、白水及成品中铝的测定

采用氟离子选择电极法测定造纸法烟草薄片浆液、白水及成品中的铝。研究了影响测定结果的主要因素,确定了适宜的测定条件。结果表明:当F-的初始浓度为1×10-3mol/L时,电极电位(E)与铝量(ρ)线性关系良好(R=0.9996),线性范围为2.0~10.0μg/mL,回收率为84.71%~88.42%,RSD为0.57%~3.1%。该法通过控制溶液中氟离子浓度从而实现铝的测定,方法适合于样品中铝的分析。