原油吸附对含水率电容探针测量的影响

原油含水率测量在石油工业生产中起着非常重要的作用。基于电容探针的原油含水率传感器在实际使用时，原油会吸附在探针表面，进而影响探针测量的灵敏度。本文主要对探针表面原油吸附特性进行试验分析，研究发现温度及含水率是影响原油吸附的主要因素，原油黏度随温度的升高而减小，导致原油吸附量越少。温度越低，含水率对原油吸附的影响越大。实验结果表明，原油与探针壁面之间的吸附属于物理吸附，根据等温吸附模型可描述原油在探针表面的吸附过程，建立了原油吸附之后的探针的输出信号与含水率之间的关系，为原油含水率的在线测量提供了理论基础。     

光学针描法的理论与实验研究

在光纤探针描描使表面轮廓对光产生调的基础上提出了光学针找法的粗糙度测量技术。对光学针描法的理论基础，如表面轮廓原理和光耦合区理论进行限较为深入的分析。对单模光纤探针式轮廓仪的实验系统进行了介绍，最后给出了实验结果和误差分析。     

数值模拟探针诱导表面等离子体共振耦合纳米光刻

采用有损耗介质和色散介质的二维时域有限差分方法,数值模拟了以光波长514.5nm的p偏振基模高斯光束为入射光源,激发Kretschmann型表面等离子体共振,并通过探针的局域场增强效应实现纳米光刻的新方法——探针诱导表面等离子体共振耦合纳米光刻.分别就探针与记录层的间距以及探针针尖大小,模拟分析了不同情况下探针的局域场增强效应和记录层表面的相对电场强度振幅分布.结果表明,探针工作在接触模式时,探针的局域场增强效应最明显,记录层表面的相对电场强度振幅的对比度最大;当探针针尖距记录层5nm时,针尖下方记录层表面的相对电场强度振幅大于光刻临界值的分布宽度与针尖尺寸相近. 关键词： 纳米光刻 表面等离子体共振 时域有限差分方法     

点衍射干涉术在扫描力显微镜中的应用

目前在扫描力显微镜中经常用到的氮化硅三角形探针本身可以作为一个基于点微射干涉的微干涉元件。本文讨论了一种根据这一原理设计的用于扫描力显微镜的干涉光探针，它利用微探针表面几何反身波与后向点衍射波之间的干涉来检测微探针的形变，其纵向分辨率达到０．０１ｎｍ。     

一种探针-样品距离的切变力控制新方法

报道了近场扫描光学显微镜(Near-filed Scanning Optics Microscope NSOM)中一种基于切变力的探针 样品间距控制新方法.条形压电蜂鸣器片的上表面电极被沿着中心线分成两半,一半用于驱动,其上施加振荡源谐振频率进行激励,另一半上粘附光纤探针,并利用压电效应作为光纤探针的振幅传感器.当受振动激励的光纤探针由远处逐渐接近样品表面时,由于样品与探针之间的切变力阻尼作用使得探针的振幅减小,通过检测探针振幅的变化可以控制探针与样品的间距.我们建立了一套探针 样品间距探测控制系统并利用该系统获得了CD盘片表面8μm×8μm范围内的切变力形貌图.     

一种探针-样品距离的切变力控制新方法

报道了近场扫描光学显微镜(Near-filed Scanning Optics Microscope-NSOM)中一种基于切变力的探针-样品间距控制新方法.条形压电蜂鸣器片的上表面电极被沿着中心线分成两半,一半用于驱动,其上施加振荡源谐振频率进行激励,另一半上粘附光纤探针,并利用压电效应作为光纤探针的振幅传感器.当受振动激励的光纤探针由远处逐渐接近样品表面时,由于样品与探针之间的切变力阻尼作用使得探针的振幅减小,通过检测探针振幅的变化可以控制探针与样品的间距.我们建立了一套探针-样品间距探测控制系统并利用该系统获得了CD盘片表面8μm×8μm范围内的切变力形貌图.     

SFM/SNOM结合的扫描探测显微镜

采用光纤探针的扫描近场光学显微镜 (SNOM)存在某些弱点 ,如探针特别脆 ,不易贴近样品表面扫描 ,探针的转输效率低等。近年来发展了将SFM /SNOM结合起来的扫描探测显微镜。利用微加工工艺技术 ,将小孔集成在悬臂探针中 ,使探针既能批量制备 ,又具有很好的重复性。探针悬臂在垂直于样品表面方向上的弹性常数较小 ,针尖不易损坏。在接触模式中利用这种SFM /SNOM组合探针可将样品的形貌像、摩擦力和光学透射像等信息同时记录下来。对于综合研究样品表面的介观性质十分有利。     

HL—1装置的金属杂质沉积实验

采用立体探针与二次离子质谱计（ＳＩＭＳ）分析相结合，对ＨＬ－１装置刮削层空间的杂质沉积特性和分布规律进行了实验研究。测量了在石墨活动孔栏条件下，立体针表面杂质沉积特性和分布规律进行了实验研究。测量了在石墨活动孔栏条件下，立体探针表面杂质沉积的径向分布，纵向分布，极向分布和Ｈ＾＋剖面分布。并讨论了实验结果。     

硫杂杯[4]芳烃基胶束自组装荧光探针的结构性质及检测性能的研究

水体中重金属污染因威胁生态环境和人类健康而被受广泛关注。荧光探针由于具有快速高效检测重金属的特性,一直是该领域的研究热点。通常,荧光探针在结构上包括对待测物质起识别作用的受体和能产生信号响应的荧光体,并逐步形成了内在型、共轭型、系综型和模板辅助自组装型等四种结构类型。近年来,基于受体和荧光体在表面活性剂胶束内自组装而形成的胶束自组装型荧光探针因结构简单、易于制备、能直接应用于水环境等特点逐渐受到重视。以对铜离子具有优异结合性能的对叔丁基硫杂杯[4]芳烃（TCA）为受体,以芘、荧蒽、蒽、菲、苝等分子为荧光体,通过表面活性剂胶束自组装制备针对Cu2+检测的胶束自组装型荧光探针,采用参比法测定了胶束自组装荧光探针的荧光量子产率,采用稳态荧光法测定了胶束聚集数,同时通过计算荧光猝灭率分别考察了荧光体种类、复配表面活性剂等因素对该探针的Cu2+检测性能的影响情况。实验结果显示,采用十二烷基硫酸钠（SDS）、曲拉通100（TX-100）、聚氧乙烯月桂醚（Brij35）等三种不同的表面活性剂对探针荧光体的荧光量子产率产生了明显影响,测得的荧光探针荧光量子产率介于0.25~0.47,且三者逐渐增大,说明表面活性剂改变了胶束内荧光分子芘所处微环境的极性,且不同类型表面活性剂对微环境极性的影响程度有所差异,微环境极性的增强对极性更大的激发态芘具有更强的稳定作用。而受体TCA的加入对荧光体所处微环境极性影响较小,未对荧光量子产率产生较大影响。但TCA的加入使探针的胶束聚集数明显减少,这归因于具有两亲性的受体TCA分子通过胶束自组装进入并分散在表面活性剂分子层中,形成共胶束结构,从而改变了表面活性剂分子的聚集状态。荧光体变更对荧光探针的Cu2+检测性能有显著影响,在同样条件下,以荧蒽、蒽、菲作为荧光体的探针检测Cu2+所得到的荧光猝灭率远高于芘、苝,这主要是因为不同荧光体在从激发态返回基态时辐射跃迁所释放能量不同,其能量与受体TCA识别Cu2+所需能量之间的匹配度越高,荧光猝灭率越大。不同类型的表面活性剂之间的复配能明显提升荧光探针检测性能,当非离子/阴离子、非离子/阳离子型复配表面活性剂之间的复配比例分别为7∶3和1∶1时荧光猝灭率达到最大值,且均高于单一表面活性剂时的荧光猝灭率。这说明不同类型表面活性剂复配的最佳比例存在较大差异,但均有效地增强了受体与荧光体的分散性及自组装性能,提高了对Cu2+的检测性能。研究结果将为新型胶束自组装荧光探针的设计和应用提供数据参考。     

扫描探针显微镜的基础知识

 本世纪80年代初,扫描探针显微镜(SPM)对硅表面第一次的实空间成象使整个世界为之震惊,现在扫描探针显微镜已在各行各业获得了广泛的应用,包括表面科学,常规表面粗糙度的分析及表面从原子级到微米级凸起的三维成象。     

斯特林制冷机磨损和污染的特性分析

针对分置式斯特林制冷机存在的磨损和污染主要失效模式,论述了磨损特性的激振法测阻尼比试验方法和工质污染的分析方法和结果。磨损和污染的试验分析方法可用于斯特林制冷机研制时的失效模式控制。     

Contamination process and laser-induced damage of HfO2/SiO2 coatings in vacuum

The performances of HfO2/SiO2 single- and multi-layer coatings in vacuum influenced by contamination are studied. The surface morphology, the transmittance spectrum, and the laser-induced damage threshold are investigated. The results show that the contamination in vacuum mainly comes from the vacuum system and the contamination process is different for the HfO2 and SiO2 films. The laser-induced damage experiments at 1064 nm in vacuum show that the damage resistance of the coatings will decrease largely due to the organic contamination.     

Impact of organic contamination in vacuum on laser-induced damage threshold of TiO2/SiO2 dielectric mirrors

The influence of organic contamination in vacuum on the laser-induced damage threshold (LIDT) of coatings is studied. TiO2/SiO2 dielectric mirrors with high reflection at 1064 nm are deposited by the electronbeam evaporation method and their LIDTs are measured in vacuum and atmosphere, respectively.It is found that the contamination in vacuum is easily attracted to optical surfaces because of the low pressure and becomes the source of damage, O2 molecules in vacuum with contamination can accelerate the laser-induced damage by observing LIDT and damage morphologies. LIDTs of mirrors have a little change in vacuum compared with in atmosphere when the organic contamination is wiped off. The results indicate that organic contamination is a significant reason to decrease the LIDT in vacuum.     

Influence of contamination layer on thickness evaluation by X-ray reflectometry

In this study, the effect of allowing for a contamination layer on a SiO₂ film/Si substrate system on thickness determination by X-ray reflectometry (XRR) was investigated. The calculated XRR profiles obtained using a calculation model that utilizes a contamination layer for analysis showed good agreement with measured profiles. Further, the obtained physical structures were promising and within acceptable limits. Where the existence of a contamination layer was ignored in the calculation process, a part of the thickness of the contamination layer was incorporated into the determined thickness of the SiO₂ layer. In that case, the evaluated thickness was proportional to the density ratio between the contaminated and SiO₂ layers. The results of investigation of the effect of X-ray energy on layer thickness determination indicated that the effects of contamination also depend on the X-ray energy used for XRR measurements. These effects increase in the case of experiments that employ X-ray energy with a high contrast for the contamination.     

基于倒置光学系统的油污染度光电检测研究

油液污染的检测与分析是控制油液污染、了解设备工况、实现设备诊断的重要手段之一。基于图像处理原理,设计了由倒置光学系统、精密机械结构、4轴联动数控和油液传输系统组成的油液污染度光电检测系统,并制作出科研样机。该样机使用倒置光学显微成像系统,借助高精度快速实时自动调焦机构,由CCD快速获取被测油液的数字显微图像,通过图像分析与处理,得到油液污染信息。该系统具有检测精度高、实时性强和性价比高的特点。     

应用于ICF实验的软X射线平面镜反射率

在北京同步辐射装置上,通过对应用于惯性约束聚变（ICF）实验的平面镜反射率的进一步研究,提高了辐射温度的测量精度。进行了对软X射线平面镜反射率的测量、反射镜的清洗、反射率的模拟计算,证明影响反射率变化的主要因素是平面镜的安装角度和沾污。实验结果表明:平面镜的沾污主要来源于ICF实验中的油沾污,采用射频辉光放电清洗非常有效。     

污染对斯特林制冷机性能影响的实验研究

向斯特林制冷机内在线、连续地添加污染杂质进行污染加速试验,得到了不同污染对制冷机性能影响的量化规律.结果表明,随着污染量的增加,制冷能力首先稍微增强,然后出现衰减.水蒸气、酒精、丙酮分别在74 mg、31 mg、114 mg使制冷性能产生约40%的衰减.此外,加入污染后降温速率变慢.从换热、流阻角度对结果进行了分析.实验结论有助于斯特林制冷机的可靠性考核和寿命预测.     

应用于ICF实验的软X射线平面镜反射率

在北京同步辐射装置上,通过对应用于惯性约束聚变（ICF）实验的平面镜反射率的进一步研究,提高了辐射温度的测量精度。进行了对软X射线平面镜反射率的测量、反射镜的清洗、反射率的模拟计算,证明影响反射率变化的主要因素是平面镜的安装角度和沾污。实验结果表明：平面镜的沾污主要来源于ICF实验中的油沾污,采用射频辉光放电清洗非常有效。     

The activation contamination in the metal-based ionization chambers as gamma dosimeters in the mixed filed dosimetry

This study aims to determine the activation contamination in the metal-based ionization chambers, i.e. Mg(Ar)- and Al(Ar)-chambers. The contamination was estimated by directly measuring the signal caused by the radioactive nuclides after the irradiation. The INAA gamma ray spectra clearly showed that the ionization chambers were activated. The activation contamination could comprise more than 2% of the total measured current of the Mg(Ar)-chamber, and more than 50% of the Al(Ar)-chamber, both irradiated free-in-air at the THOR epithermal neutron beam. The activation contamination provides concrete evidence of the necessity of the thermal neutron sensitivity correction.     

硼对沉积本征微晶硅薄膜特性的影响

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术制备了不同腔室环境下的微晶硅薄膜.对单室沉积掺杂层p材料后遗留在腔室中的硼对本征微晶i材料电学特性和结构特性的影响进行了详细研究.测试结果表明：单室沉积p层后的硼降低了微晶i层材料的暗电导,增加了材料的光敏性;由于硼对i层污染程度的不同,使得材料的激活能发生了变化;腔室中残余的硼也导致微晶硅薄膜的结晶状况恶化,同时弱化了材料的(220)择优取向.而在较高功率和较强氢稀释下制备的晶化率较高,(220)晶向明显择优的材料受硼污染影响相对减小. 关键词： 单室 甚高频等离子体增强化学气相沉积 微晶硅 硼