磁驱动加载装置负载区降温系统设计及应用

在材料物性研究中,压力和温度是两个基础的物理量,国内磁驱动加载装置具有压力调节能力,暂不具备样品降温控制技术,针对这一现状设计了一套配合磁驱动加载装置负载区的样品初始降温系统,结合设计的电极板结构和测试探针工装,使负载区电极板与样品、样品与探针固定于设定位置;通过往电极板和探针工装形成的密闭气室内注入压缩低温液氮达到对样品降温的目的;通过真空泵,抽出电极板和探针工装形成的密闭气室内的空气,避免测速探针由于低温凝结空气中的水汽而无法工作。基于该系统开展了低温下铋的斜波压缩实验,获得了?80 ℃初始温度下铋的动力学响应数据,验证了降温系统的可靠性。     

SrAl2O4:Eu,Ho/树脂应力发光薄膜在焊缝缺陷检测中的应用

采用高温固相法合成SrAl₂O₄∶Eu,Ho应力发光材料。XRD结果表明,所合成的样品较纯,掺杂离子并未改变基质材料的基体结构。将SrAl₂O₄∶Eu,Ho（SAOEH）应力发光粉末与树脂混合制备复合应力发光薄膜。光谱结果表明,薄膜的发光随着厚度的增加而增强;薄膜的SEM结果表明,SAOEH粉体颗粒均匀分散在树脂中。将应力发光薄膜应用于钢板焊缝处背面,应力测试结果表明薄膜应力发光先增强后减弱。当薄膜厚度为0.9 mm时,应力发光最强,且在焊缝处可得到较高的响应值。此外,在循环测试的过程中,应力发光薄膜可对焊板断裂实现实时响应,结合CCD相机可实现钢板焊缝检测的可视化,并对缺陷定位。     

超导薄膜表面电阻测量新方法

本文报导一种测量高温超导薄膜微波表面电阻的新方法和测试装置.通过对加载两个不同蓝宝石的同一谐振腔进行测试,可以得到测试样品以外所有其它损耗对应的Q值.根据电磁场分布计算出谐振腔的结构参数G.用网络分析仪测量出谐振腔的无载Q值,便可计算出超导薄膜的微波表面电阻Rs.测量过程中既不会损伤超导薄膜样品,同时可以实现单片超导薄膜表面电阻的绝对测量,不需要校准件,测量简便可靠,精度高.     

脉冲偏压占空比对多孔氧化硅薄膜性质的影响

采用由脉冲负偏压调节的等离子体增强化学气相沉积方法,以硅烷为源气体,在玻璃基片上沉积得到了多孔二氧化硅薄膜。将反应过程中加在沉积区域的脉冲偏压固定在-350V,当占空比从0.162增大到0.864时,薄膜样品的形貌、成份和结构均不相同。扫描电镜照片表明,组成多孔氧化硅薄膜的颗粒在占空比增大时变得细腻,并且薄膜整体变得多孔且蓬松。拉曼光谱和红外光谱结果显示,薄膜样品中的非晶硅和Si-H键在较高的占空比下减弱甚至消失。占空比升高时氧化硅桥键所占比例持续增加。     

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采用由脉冲负偏压调节的等离子体增强化学气相沉积方法,以硅烷为源气体,在玻璃基片上沉积得到了多孔二氧化硅薄膜。将反应过程中加在沉积区域的脉冲偏压固定在-350V,当占空比从0.162增大到0.864时,薄膜样品的形貌、成份和结构均不相同。扫描电镜照片表明,组成多孔氧化硅薄膜的颗粒在占空比增大时变得细腻,并且薄膜整体变得多孔且蓬松。拉曼光谱和红外光谱结果显示,薄膜样品中的非晶硅和Si-H键在较高的占空比下减弱甚至消失。占空比升高时氧化硅桥键所占比例持续增加。     

分光计的快速调节方法探讨

分光计是大学物理实验教学中常用的一种比较精密的光学仪器,学生在调节的过程中往往要花费大量的时间.本文指出了分光计调节过程中最关键的"5个螺钉"(目镜锁紧螺钉1,望远镜水平调节螺钉2,载物台下面的调平螺钉3,4,5)和易出现问题的"4个强调",并提出了"分步教学法",即每一步讲解后穿插学生训练,避免了因讲解大量内容而导致学生混淆概念、盲目调节的现象,使大多数学生在不需要教师的帮助下,就可以采用"半调法"快速、高效地完成分光计的调节.     

EPR低温现场装置研制及其应用于催化剂表征

研制了ＥＰＲ低温现场装置,使用开槽缝的良好绝热材料聚四氟乙烯薄膜包裹谐振腔内的石英套管并用室温氮气吹扫,以免凝结水气,使微波电磁场能在满足电磁场边界条件下有效地进入样品管内;低温现场装置使用石英管、宽口杜瓦瓶和传热效果良好的螺旋铜管为主要制作材料,改变吹扫样品管的氮冷气流速以调节所需的实验温度。该装置有效克服了目前ＥＲＰ低温实验通用装置－指型石英杜瓦液氮温度实验装置和氦循环封闭致冷实验装置的局限性     

基于磁控溅射和ICP刻蚀的RB-SiC表面平坦化工艺

采用射频磁控溅射技术在RB-SiC表面沉积Si平坦化层,通过正交试验研究了射频功率、Ar流量和工作气压三个因素对薄膜表面质量和形貌的影响规律,以获取最佳的薄膜沉积参数.射频功率120 W、工作气压1.2Pa和Ar流量40sccm条件下获得了最佳质量的平坦化样品,利用电感耦合等离子体对平坦化膜层进行刻蚀抛光,通过Lambda950分光光度计测试不同工艺阶段样品表面的反射率.结果表明,相比于未处理的RB-SiC初始样品,经过平坦化和等离子体刻蚀的样品表面粗糙度标准差值由1.819nm减小至0.919nm,样品表面反射率相应地提高了2%.由此说明射频磁控溅射平坦化沉积与电感耦合等离子体刻蚀的组合工艺可实现RB-SiC表面的高质量加工.     

双向反射分布函数绝对测量装置研制

基于太阳-漫射板+稳定性监视辐射计的星上定标方式能有效地提高遥感数据定量化水平,其中漫射板的双向反射分布函数(BRDF)定标精度是高精度星上定标的关键,BRDF绝对测量可实现漫射板的高精度定标。为解决高精度BRDF绝对测量的关键技术,设计了高亮度、高稳定度、高均匀性积分球光源;使用单色仪和单片探测器对大动态范围入射和反射辐亮度信号进行高精度探测,并利用锁相放大器对信号进行放大和采集;采用样品漫射板三维转动和三维平移及光源一维转动的组合运动形式,以高精密六轴串联机械手和中空分度盘分别作为样品漫射板和光源的定位机构,可高精度、无遮挡、快速地构建BRDF测量所需的几何关系。研制的装置可实现包括"平面外"在内的全角度BRDF绝对测量,可测量的入射、反射光束角度范围:天顶角为0°~75°、方位角为0°~360°,目前可测量的光谱范围为250~1700nm,装置的BRDF绝对测量不确定度优于1%。     

复合样品厚度参数同步辐射测量方法

 薄膜样品在实验研究领域要求样品的厚度测量精度非常高,但由于样品质量小,采用称重的方法,测量精度较差。在北京同步辐射装置的中能（4B7A）和低能（4B7B）束线上（光源能区为0.1～6.0 keV,能量分辨大于1 000）,采用材料对单能光子的透过率来确定样品的质量厚度,通过不同能点的测量值进行不确定度分析,提高测量精度,降低不确定度。利用该方法开展了复合样品厚度的测量方法研究,给出了有CH衬底的薄膜样品的厚度,通过不确定度分析得出,薄膜样品厚度的测量不确定度小于1％。     

γ谱仪测量系统样品旋转装置研制

利用球体随机旋转性好的特点，将包装样品的容器装入球内并放在样品旋转台中，在两台速度不同，方向垂直的步进电机带动下，球在旋转台上随机转动，实现对包装容器内的样品进行连续随机扫描，以达到减小由于包装容器的非均匀性对测量结果的影响，样品旋转装置由球面板、四根支柱，底座、步进电机及步进电机控制电路组成。采用两台型号为５７ＢＹＧ５０３的步进电机驱动球体旋转，步进电机控制器可对两台电机进行单独控制，并具有正反转功能，其转速分为２、５、８、１２、１６、２０转／ｍｉｎ六档，可连续长时间工作。     

低维非线性系统的一般多线性变量分离方法和局域激发模式

基于Bcklund变换的多线性变量分离方法(BT-MLVSA)是求解非线性系统的一种非常有效的方法. 一般多线性变量分离方法(GMLVSA)是该方法的推广. 实现GMLVSA主要有四种途径，一是先把场量按照多个任意函数(通常考虑两个函数的情形)展开得到关于多个函数的多线性方程，另一种途径是推广变量分离的假设，第三类是基于Darboux变换的多线性变量分离方法(DT-MLVSA)，第四类是导数相关泛函变量分离法. 利用第一类GMLVSA，可以得到(2+1)维mNNV系统和sine-Gordon系统的一般多线性变量分离解. 把第一类GMLVSA推广到二维非线性系统，这些系统是通过对称约化(2+1)维sine-Gordon.系统得到的. 也就是说，一般多线性变量分离可解性在对称约化下从高维系统到低维系统得到了保持. 这也提供了一条从高维非线性系统导出可GMLVSA求解的低维非线性系统的有效途径. 关键词： Bcklund变换 多线性变量分离 sine-Gordon系统 对称约化     

激光共焦球面元件姿态自动调整系统

为解决激光差动共焦元件参数测量系统中人工调整元件姿态效率低、重复性差的问题，研制了激光共焦球面元件姿态自动调整系统。基于共焦原理，建立了元件失调量与电动四维调整机构调整量关系的数学模型，并根据CCD探测器实时获取的光斑位置信号分析出被测件的姿态信息，结合闭环反馈控制算法实现姿态自动调整。利用电动四维调整机构搭建了自动调整实验装置，实验结果表明:研制的电动调整机构平移调整分辨力达到0.5 μm，倾斜调整分辨力达到8″；调整系统能够快速、稳定地将被测件姿态失调量调至误差范围内，有效提高调整重复性及效率，对激光差动共焦测量系统实现全自动球面元件参数检测格外重要。     

多视场电视观瞄具的光轴调校技术

针对如何实现多视场电视观瞄具光轴平行性和稳定性的调校,根据其光机系统结构,提出了CCD靶面与双光楔相结合的调校技术方案,通过设计和搭建安装基面与光轴平行的装调装置,用平行光管自准直法建立了统一的装调基准。通过分析双光楔调校原理,对调校技术方案进行优化,添加了双光楔配对和粗调误差控制的工艺要求。经过装调、测试验证,光轴平行性可达0.1 mrad,光轴稳定性可达0.05 mrad。     

非平行光干涉照明显微镜三维形貌检测研究

为实现表面微观形貌快速而较简单的检测, 一种使用非平行光干涉照明的光学显微三维形貌检测方法被提出。该方法使用空间光调制器对激光光束进行衍射, 选取光强相近的2个衍射级通过显微物镜, 双光束干涉可得到周期接近图像分辨率、相位可精确调节的照明条纹, 被测样本的三维形貌可通过拍摄4帧等相位差的条纹照明图像来计算得到。该方法不需借助干涉物镜产生条纹, 不需要轴向扫描装置记录条纹变化, 相位调节精确, 成像直观。此外, 该方法所产生干涉条纹的相位随坐标线性变化, 不需对条纹周期进行修正。因为照明条纹参数调节光路独立于显微成像光路, 系统装置具有光路简洁、易于调节的优点。为验证所提出三维检测精度, 以粗糙度100 nm的粗糙度对比模块和硅片为被测样品进行了三维轮廓重建实验, 实验结果显示, 所提出方法轴向重复性测量精度为8.6 nm(2σ)。     

Improvement of reproducibility in grazing‐exit EPMA (GE‐EPMA)

In grazing exit electron probe microanalysis (GE‐EPMA), characteristic x‐rays emitted from only near surface regions of a specimen are detected at extremely low exit angles near 0°. Therefore, GE‐EPMA is useful for localized surface analysis. However, there is a practical problem with GE‐EPMA, namely, reproducibility of angle adjustment. Therefore, we developed a new instrument, a ‘laser beam and four‐separated photodetector system’, to adjust the sample inclination. It was found that the reproducibility of angle adjustment was improved by about one‐tenth by applying this system. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

A device for aerosol charge measurement and sampling

In this work, a device for aerosol charge measurement and dust sampling is presented. The device is basically an open-ended Faraday pail with a filter to collect the sample. It can be attached to a pneumatic transfer line or it can be used with hose, depending on the situation. When the system was developed, special emphasis was put on the ease of use and reliability. The device can be assembled and disassembled with one twist. The reliability and the operation of the device was tested using two different powder materials, test dust and polystyrene pellets, and four different hose materials. By combining these materials, different extents and polarities of tribo-charge were obtained. The device proved to be easily operated and the test results showed good reproducibility.     

混合工质变浓度空调系统的试验研究

本文在分析混合工质单位容积制冷量随组成浓度变化的特性的基础上,结合筛选出的工质R22/R142b和R32/R124,进行固定工况下变浓度稳态性能对比试验和变工况变浓度调节稳态性能试验,测得空调系统在不同浓度下的稳态性能参数,验证了混合工质变浓度的容量调节特性。     

High-speed spectrally resolved multifocal multiphoton microscopy

We present a spectrally resolved multifocal multiphoton microscopy that is capable of performing fast 2-dimensional (2-D) spectral measurements of fluorescent samples with optical sectioning. One galvanometer mirror is used to scan the array of excitation foci across the sample along one direction (x) for two-photon excitation. Fluorescence emission from the excited lines on the sample is spectrally fanned out with a prism along the y direction, and a CCD array is used to acquire the spectrally resolved image. Another galvanometer mirror scans the excitation foci lines along the y direction step by step to obtain 3-dimensional (3-D) spectral data cube of the sample. A proof-of-principle experiment is performed with fluorescent microspheres of different colors. Spectrally resolved images of 512×512 pixels can be obtained by acquiring only 128 raw images when a 4×4 excitation foci array is used.     

Frequency,clockwise to counter clockwise and even to odd lasing mode switching based on optical feedback mechanism

Analyzing modes in a micro-ring waveguide coupled with a feedback resonator reveals that with appropriate parameters, the quality factors of two neighboring ring modes vary periodically and considerably. The effect occurs upon changing the length of the feedback waveguide, whereas the two resonant frequencies remain almost invariant with length change. On the basis of this property, four methods are theoretically demonstrated to realize laser switching: two for frequency switching, one for clockwise to counterclockwise mode switching, and one for even to odd mode switching. The analysis provides methods for bistable lasing and optical logic device design.