实用型三谱段太阳模拟器的设计与研制

本文设计并研制了一种实用型三谱段太阳模拟器,其光谱匹配可同时调整3个谱段(300~700 nm,700~900 nm,900~1 700 nm)范围的能量,修正后可满足三结砷化镓太阳电池的测试使用要求。本文重点阐述了三谱段太阳模拟器滤光片的设计和氙灯光谱的修正及测试,介绍了太阳模拟器的光机结构。实验表明:三谱段太阳模拟器的光谱匹配满足三结砷化镓太阳电池各子电池的响应电流值。在有效辐照面150 mm×150 mm上,平均辐照度可以达到2个太阳常数(2 730 W/m²),辐照不均匀度达到±1.77%,辐照不稳定度达到±0.83%,为太阳电池自动分拣系统提供了可靠稳定的平台。     

基于Supporting-Ellipsoid方法的自由曲面构造

为了在特定平面上获得任意形式的辐照分布,采用了Supporting-Ellipsoid设计方法来构造自由曲面反射镜。介绍了其设计思想和设计过程,并以具体的设计实例为例构建了自由曲面光学系统。仿真结果表明,在不计反射损失的情况下,系统效率达到了97%,较传统太阳模拟器光学系统提升了3倍以上,不均匀度达到5.26%,与理想状态有一定差距,这是因为设计中兼顾了计算时间和自由曲面光滑性所造成的。     

多通道同步数据采集器设计

设计了一种基于CPLD的多通道同步数据采集存储系统,能够实现多通道同步数据采集和数据存储。系统设计采用多通道数据的同步实时采集、存储以及坏块检测技术。多通道同步数据采集模块能够同时采集多路相关信号并准确存储,便于后续数据分析计算。系统可满足多通道同步数据采集存储要求,且性能安全可靠。     

全反射法测三棱镜折射率的相图研究

在日常生活中有很多透明的固体,例如:玻璃、眼镜、手机屏幕、水晶等。对于这些透明的固体,研究它的折射率有很大的价值。鉴于一些透明固体的形状不规则,所以常将这些固体铸成三棱镜来测量其折射率。本文研究了全反射法中的入射角与三棱镜顶角、折射率的关系,进一步利用MATLAB、Mathematica这两种软件分别建立了它们之间的相图,并且从物理的角度分析了相图,解释了相图所具有的物理意义。该研究为以后测量三棱镜的折射率提供了一种新的思路。     

高倍聚光太阳模拟器的设计

研究了一种高倍聚光、高均匀性太阳模拟器,它主要由短弧氙灯、椭球聚光镜、高速快门和积分器构成,辐射功率超过5 kW,辐射峰值超过1 800个太阳常数(标准AM1.5∶1太阳常数=1 kW/m2)。介绍了该模拟器的光学设计,主要工程特点和仿真结果。应用蒙特卡洛光线追迹技术优化几何配置,以使光源到目标面的辐射能量转换效率最大化。仿真结果显示:在直径20 mm的圆形目标区域其平均辐射超过1 000 kW/m2,相应的辐照不均匀度小于6%。利用该装置模拟了高倍聚光太阳系统的辐射特性,为研究高效率太阳能电池的热化学过程和测试先进的高温材料提供了实验平台。     

自制玻璃微流控芯片及其基本性能考察

20世纪90年代初,自Manz等首次提出微全分析系统的概念以来,各种不同材料和功能的微流控芯片不断问世,其中应用得最多的是玻璃、石英及聚合物3种材料．玻璃和石英芯片因具有优异的电渗、光学和表面性质,其刻蚀加工技术和表面改性的化学方法均比较成熟,且传统毛细管电泳中各种成熟的分离方法可直接应用到玻璃芯片的制作中,因此在微全分析系统研究中具有十分重要的地位．     

Various flows of black and grey particles produced in Mg-emulsion collisions at 4.5 A GeV/c

Various flow phenomena of black particles (b-particles) and grey particles (g-particles) produced in magnesium-emulsion (Mg-Em) collisions at 4.5 A GeV /c are reported. These flows are directed and elliptic transverse flows (v₁ and v₂) related by the azimuthal angle (φ), directed and elliptic reaction plane flows (v_R1 and v_R2) related by the projected angle (ψ) on the reaction plane, and directed and elliptic polar direction flows (v_P1 and v_P2) related by the polar angle (θ). We extract absolute flows as the direct experimental values minus the isotropic theoretical values. The dependence of the various flows on the target particle multiplicity and on the angles (θ,φ,ψ) is investigated. Our results show that the dependence of b-particle flows on the target size is obvious and for heavy targets the dependence on target particle multiplicity is slight. Compared with b-particles, g-particles have a slight dependence on the target size and target particle multiplicity.     

AAA级太阳模拟器的设计与研制

完成了一种光谱匹配、辐照不均匀度和辐照不稳定度均能达到A级标准的AAA级太阳模拟器的设计与研制。介绍了太阳模拟器的光源选择和滤光片的设计,给出了太阳模拟器的光机结构,测量了太阳模拟器的各项技术指标。结果表明,太阳模拟器的光谱匹配在波长400～1 100 nm处满足ASTM E927-10中AM1.5G A级要求。在有效辐照面55 mm×55 mm内,其平均辐照度达到1 000 W/m2,辐照不均匀度达到1.35%,辐照不稳定度达到1.27%。测量数据显示设计的太阳模拟器满足ASTM E927-10的AAA级标准。     

真空蒸发镀膜膜厚的测量

测量镀膜厚度的方法有很多,在实验室现有的条件下,探究光学干涉方法测出镀膜厚度,其中光学干涉方法包括两种：一是根据多光束干涉的原理,利用读数显微镜测量镀膜的厚度;二是根据自光干涉的原理,利用迈克尔逊干涉仪测量镀膜的厚度。     

顺序注射光度滴定法测定食醋和饮料的总酸度

以溴百里酚蓝(BTB)为指示剂,NaOH溶液(含指示剂)为滴定剂,应用顺序注射光度滴定法测定了食醋和饮料的总酸度。乙酸在0.20～2.00mol/L、柠檬酸在3.29×10-3～1.67×10-2mol/L范围内其浓度的对数分别与(未反应碱区带的)吸收信号的峰面积成反比例关系,测定方法的相对标准偏差(RSD)分别为HAc<3.0%、柠檬酸<1.3%,采样频率为30样/h,对市售食醋及饮料样品检测的结果与国家标准方法(酸碱滴定法)一致。