气动光学效应湍流脉动模型系数修正

以光学窗口的气动光学效应研究为背景,研究影响光学传输预测的流场湍流脉动量预测.选取平板、压缩拐角、凹腔流动模型,采用大涡模拟（LES）方法研究超声速湍流脉动工程预测模型的系数修正.结果表明：LES方法能够获得无激波干扰、强激波干扰及底部大分离条件下,湍流密度脉动的定量分布,并据此给出脉动工程模型的系数修正,结果已经应用于型号飞行器的光学窗口气动光学效应预测.     

复杂激光系统中平板光学元件的调频-调幅效应的研究

为了抑制大口径光学元件中的受激Brillouin散射效应,并满足打靶过程中束匀滑的要求, 目前高能激光驱动器大都采用了正弦相位调制脉冲.然而,这类脉冲在复杂激光系统中传输时, 会出现明显的调频-调幅(FM-to-AM)效应.研究这种效应的来源,对提升激光系统的整体输出性能至关重要. 对复杂激光系统中一直被人们所忽视的平板光学元件带来的FM-to-AM效应进行了理论研究和数值模拟. 数值模拟结果表明,通过平板光学元件的次数越多调制深度越大,呈线性递增趋势,当通过次数为10次时, 调制深度高达22.2%;并且平板光学元件对各谱线的过滤也各不相同,当前端选用的中心波长为1054 nm时, 平板光学对各谱线的过滤作用非常小.提出通过改变中心波长来减小FM-to-AM效应, 这对于复杂激光系统的设计具有重要的指导意义.     

几何近似傅里叶计算全息衍射干涉法

在扩展白光编码栅谱衍射干涉法的基础上,本文提出了用同轴计算机傅里叶全息图合成编码栅的新方法,使得谱衍射干涉法的干涉形式可随编码栅图案改变的特点成为现实可能,相应能容易地产生一般干涉形式之外的任何干扰图.编码谱函数由一定的几何图案所构成,本文还提出了几何光学近似方法,使得物面函数可近似用纯相位变化表示,这样将得到较易制作的两元型干涉计算机全息图,从而也避免了复杂的两维傅里叶变换计算.     

横向受激布里渊散射诱导破坏的数值研究

基于非线性光学的耦合波理论 ,建立了大尺寸光学元件中横向受激布里渊散射 (TSBS)的二维模型及其数值模拟方法 ,并对熔石英玻璃中的瞬态TSBS进行了理论研究 ,得到了存在TSBS情况下光学元件内光场和应力场的演变特征 ,探讨了TSBS对高功率激光系统透过性能的影响 ,以及在光学元件内诱导破坏的可能性和规律     

光学元件表面微结构的局域场分布特性研究

在强激光系统中光学元件表面的微结构会引起局域场强增强,进而会影响元件抗激光损伤能力。采用时域有限差分方法对波长量级的表面微结构进行了电磁场分布的数值模拟,一方面为损伤模型的建立奠定了基础,另一方面也为光学元件的设计制作提供了理论指导。     

利用光束整形器件阵列消除电寻址空间光调制器的"黑栅"效应

研究了电寻址空间光调制器中由于低开口率所引起的"黑栅"效应对图像质量的影响。提出了一种基于纯相位型光束整形器件阵列的"黑栅"消除方法,并分析了该方法的基本原理。介绍了用Gerchberg Saxton相位恢复算法来设计光束整形器件的基本思路,给出了光束整形的结果。理论分析及仿真计算表明,该方法能有效地消除电寻址空间光调制器相邻像素之间的黑带。     

功率MOS器件单粒子栅穿效应的等效电路模拟方法

根据电路模拟软件PSPICE内建元器件模型,建立了功率MOS器件单粒手栅穿效应的等效电路模型和模型参数提取方法,对VDMOS器件的单粒子栅穿效应机理进行了电路模拟和分析,模拟结果与文献中的实验数据相符合,表明所建立的等效电路模拟方法是可靠的。     

深蚀刻二元光学元件

提出一种新颖的，蚀刻位相深度超过２π的深蚀刻二元光学技术，并从理论上分析深蚀刻二元光这元件与衍射效率的关系，然后用计算机进行模拟与分析，得到深蚀刻二元光学元件特性后一些初步研究结果。     

激光对红外系统的失效机理和破坏效应研究

 根据红外光学系统的会聚特性，用光学增益方法分析了红外系统中各元件对应的光强分布，确定了位于焦面附近光学元件是激光破坏的易损部件，并提出了强激光对红外系统元件损伤,造成其探测、制导功能失效的硬破坏机理；由红外滤光片、探测器和信号处理电路与入射激光波长的光谱响应分析，提出了弱激光对红外系统干扰，导致其探测、制导功能在激光辐照一段时间内失效的软破坏机理；开展了激光辐照红外系统的失效验证实验，较好地解释了其失效的机理和效应。     

光学玻璃的热光性质

为了减小环境温度变化对光学元件的热干扰,本文首先引进了描述光学玻璃在一定温度场中光学性质变化的三个热光系数W、P、Q,给出了这三个系数的测量方法和部分光学玻璃的测试结果,最后讨论了减小光学元件的热干扰的可能性。     

Entanglement-free determination of pretilt angles of twisted nematic liquid-crystal cells by phase measurement

The pretilt angle of a twisted nematic(TN) liquid crystal display has a strong effect on viewing angles and response times of the display as well as shifting the light-leaking disclination lines into the black-matrix area within pixels of a thin-film-transistor driven TN panel for a high contrast ratio. In this Letter, we develop an optical method to determine the TN pretilt angle based on heterodyne measurements of the phase versus the incident angle of a thin TN cell subjected to out-of-plane rotations. We believe that our method of measuring phases has advantages of simpler setup and calculations, better stability, and less sensitive to ambient electromagnetic interference than the commonly used method of measuring intensities.     

基体干扰对ICP-AES分析土壤样品中主、次量元素的影响研究

为了研究分析方法中的干扰因素对于分析结果的影响程度,针对地球化学中常用的分析手段ICP-AES法,选择土壤标准物质采用与被测样品相同消解方法,作为工作校准曲线来抵消基体影响因素。比较了在土壤基体和无土壤基体条件下测得的土壤样品中各主、次量元素结果的相对偏差,分析了其中联系和规律。发现无土壤基体干扰的结果RE值均在0左右浮动,正负偏移比例基本一致,若排除谱线干扰因素的话,基体匹配方法能有效消除土壤中基体干扰影响。而土壤基体干扰对Al,Ca,Fe,Mg,P,Ti和Ba元素分析结果有较大负偏差影响,最大偏离差Mg 279.5 nm谱线达-14.49%,影响程度排序为Ti,Mg＞P,Fe＞Ca,Ba＞Al,对其他元素Na,Cr,Cu,V,Li,Mn,Ni和Sr则无明显影响。与原本设想的结果相反,基体干扰对我们视作基体的高含量元素测试结果影响十分大,反而对次量元素影响表现并不显著。在综合基体干扰中,Ca和Mg两元素自身组分含量影响权重明显,表现为自身组分含量与分析结果相对偏差值有明显线性相关性。其他元素自身组分与基体影响结果无线性趋势,自身含量的影响权重很小。谱线的选择,干扰因素的排除对结果的确定十分重要。干扰影响的因素和规律一直是ICP光谱学者致力研究探索的课题。这些研究结果对ICP-AES分析土壤样品时谱线的选择及结果准确度的判定有很好的指导意义。     

粉末压片法波长色散X射线荧光光谱分析铁矿石样品的矿物效应校正初探

利用10个国内铁矿石标样,对粉末压片法波长色散X射线荧光光谱分析铁矿石样品中主、次量元素时的矿物效应校正进行了初步探讨。文章采用两种方法试图降低由于矿物效应带来的影响。第一种方法(角度校正法)是在测量每个样品 前(包括校正标样以及未知样),对每个待测元素的2θ角度进行实际测量,以校正可能存在的角度偏移;第二种方法(峰面积法)是用峰面积代替峰强度,以校正由于峰形变化所带来的影响。最后用回归分析后的Ｋ因子进行比较。结果表明, 两种方法对矿物效应进行校正都可以不同程度地改善铁矿石中主要元素的校正曲线,尤其是S的校正曲线改善明显。如果在角度校正法或峰面积法的基础上再用基体校正系数,除总Fe外,其他组分均可以满足分析要求,但总Fe仍需要采取 其他措施。     

溶液阴极辉光放电结合标准加入法和背景去除法分析水溶液中的Ca和Mg

溶液阴极辉光放电发射光谱法易受水体样品中的基体效应影响,而且对于实际水体样品组份相对复杂,含有多种元素,受基体效应干扰更加明显,导致金属元素浓度预测精度降低。为了减少溶液阴极辉光放电发射光谱法中水体样品基体效应的影响,常常利用定量分析方法对金属元素进行分析。这些定量分析方法中,标准加入法尤其适合于待测物质基体效应较为显著或者含有干扰物质等情况,然而标准加入法容易受到背景信号的干扰,使测量结果产生误差,因此在进行标准加入法之前需要消除光谱数据的背景干扰。最简单的谱线干扰消除法是离峰校正法,此法扣除线峰左右两侧的背景强度值,以达到消除背景干扰的目的;小波变换法同样也适用于消除背景干扰,并且具备普适性,利用此法对小波进行多尺度分层,而后对小波低频系数进行处理,获得校正后的数据。在独立开发的溶液阴极辉光放电发射光谱系统上,利用基于标准加入法的离峰校正法和小波变换法对水溶液样品中Ca和Mg含量进行预测。实验结果比较发现,基于传统的标准加入法,测得5, 10和20 mg·L-1浓度的Ca样品的相对误差分别为157.0%, 105.1%和47.0%, Mg的相对误差分别为20.1%, 3.1%和2.8%。然而,结合标准加入法和离峰校正法后, Ca的相对误差分别降低至15.4%,-8.8%和3.3%, Mg的相对误差分别降低至14.5%, 0.1%和0.8%。采用小波变换算法消除背景干扰后的标准加入法, Ca元素的相对误差分别降至13.2%,-7.6%和-1.4%, Mg的相对误差分别降至13.4%,-0.4%和0.5%。结果表明,离峰校正法和小波变换法结合标准加入法测量Ca和Mg的准确度显着提高,两种方法能有效地消除背景干扰,降低基体效应,使预测精度升高。其中,小波变换法结合标准加入法可用于多种类型的背景校正场合,无需选择合适的背景校正点,而且预测精度更高,相比离峰校正法具有一定的优势。     

石墨管内部形状对石墨炉原子吸收分析性能的影响

通过改变石墨的内部形状,研究其对测试性能的影响。使用自制的几种类型的石墨套管,并将它们放入普通石墨管中,以减少石墨管内时间和空间的不均匀性对分析的影响,以达到改善石墨炉原子吸收法(GFAAS)分析性能的目的。研究结果表明,石墨管内的光束能量分布是不均匀的,石墨管内有相当大的区域并未被有效利用,特别是在石墨管中部。在普通石墨管内加入了内衬管后,管内部形状与光源光束形状接近,同时石墨管内的体积减小约20％,特别是在石墨管中部原子浓度较大部分的体积减小的比例更大一些,这使石墨管内原子浓度有所增加,灵敏度增加了近三分之一。研究也发现,加入了内衬管后较明显地改善了GFAAS的分析性能,结果的重现性和抗干扰能力都有所改善。     

The influence of a probe on the optical path of atomic absorption spectrometer with a graphite tube atomizer

We have studied the influence on the atomic absorption signal of the obscuring of the transmission beam by a probe for the two-stage atomization in a graphite tube atomizer. The following parameters were varied: the thickness of the probe (0.5–1.0 mm), its displacement from the optical axis of the spectrometer (up to 2 mm), the diameter of the transmission beam (1.3–4.0 mm), the slit width of the monochromator, and the shape of the intensity distribution over the cross section of the beam emitted either by a hollow cathode lamp, or a deuterium lamp, or an electrodeless lamp. We have shown that, using a probe with a thickness that is optimal for the two-stage atomization (1 mm), it is possible to register analytical absorption signals from 28 chemical elements out of 56 (except Hg), which can be determined in graphite atomizers, with a maximal sensitivity and with no optical interference. The remaining elements can be determined with a lower sensitivity because of the necessity to lower the temperature of the secondary atomization.     

光纤耦合自混合干涉测速系统的参数研究

针对光纤耦合自混合干涉测速系统的设计,采用F-P五镜腔模型分析了自混合干涉测速的基本原理,利用数值计算软件MATLAB研究了系统中各个参数对自混合信号波形的影响。对参数引起自混合信号波形“畸变”的情况,进行了参数的优化设计。为光纤耦合自混合测速系统设计,以及将其应用于爆轰波和冲击波研究中进行高速测量提供了参考。     

Interference phenomena in modulation spectroscopy

Interference phenomena in light reflected or transmitted through a sample can be clearly observed either in a transparency region or in very thin samples. In the case of modulation experiments carried out on such samples the interference is superimposed on a differential spectrum that makes its interpretation more complicated. This is a disturbing aspect of interference. As a rule, one tries to eliminate interference influence (if it is not of special interest). Because this is not always possible, it is useful to know its manifestation in various modulation experiments. Some of the examples of interference manifestation are considered in the present report. However the interference can be used as a source of additional information. This is a useful aspect of interference. Several cases are considered in which interference in modulation spectroscopy is used for determination of the some constants of solids, particularly the electrointerference application for determination of the electro-optical effect constant. A brief review is given of work in this direction. A new method is given for the determination of the refraction coefficient and its variation from the usual interference and modulation interference data. The method provides the determination of these quantities even in the presence of noticeable dispersion, when other methods guarantee the needed accuracy. The imperfectness of the system, which leads to considerable errors in the determination of parameters by usual formulas, is also considered. The results are presented.     

迈克尔逊干涉仪干涉条纹变形的快速校正

本介绍了快速校正迈克尔逊干涉仪干涉条纹变形的两种方法。     

用于光束匀滑的连续相位板近场均匀性

 为降低高功率激光系统中连续相位板(CPP)后续元件的强激光损伤风险,综合考虑入射光强调制、干涉及衍射作用等多种影响因素,建立了CPP近场计算分析模型,模拟和分析了这些因素对CPP后的近场均匀性的影响。理论分析结果表明：CPP后的光束近场均匀性主要受入射光调制、CPP表面剩余反射率和衍射传输距离的影响;当入射光束质量较差时,CPP后的近场均匀性主要由入射光束质量决定,CPP剩余反射率和衍射传输距离对近场均匀性影响相对较小;但当光束质量比较理想时,干涉和衍射作用会破坏CPP的近场均匀性,衍射传输距离影响尤为突出。