表面粗糙度对软X射线多层膜光学特性的影响

从理论和实验结果两方面探讨了基底表面和多层膜膜面的均方根粗糙度对软Ｘ射线多层膜的光学特性的影响。指出了分析表面粗糙度最合适的方法和对表面粗糙度的着重研究方向。     

测量金属膜粗糙度的表面等离子激元光谱方法

介绍了确定金属膜表面粗糙度的表面等离子激元光谱方法。测量了二种银膜在表面等离子激元激发条件下的光散射强度分布。通过与理论计算的拟合，得到了描写这二种银膜／空气同粗糙界面的特征参数。     

表面粗糙度干涉图像处理中的阈值优选

提出用于表面粗糙度自动干涉法测量过程中的一种有效的白光干涉图像阈值分割方法，分割后的二值图像经过干涉条纹边界线萃取后得到的被测表面输廓波形和表面粗糙度参数的计算结果与高精度ＴＡＬＹＳＵＲＦ６型表面粗糙度测量仪的测量结果十分吻合，此种图像分割方法同样也适用于粗糙表面激光干涉图像的二值化分割。     

表面粗糙度对激光诱导击穿光谱信号的影响

硅橡胶复合绝缘子是高压输电线路的关键设备,长期在复杂外界环境条件下带电运行后会发生表面老化,表现为粉化、褪色、粗糙度和硬度上升等现象。粗糙度作为复合绝缘子的老化特征量之一,其测量是复合绝缘子在线带电检测的难题。激光诱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS)适用于开展输电线路复合材料的远程在线检测,但粗糙度对LIBS信号的影响还没有得到系统的研究,利用这种基体效应进行绝缘子表面粗糙度的测量尚无报道。制备了不同粗糙度的硅橡胶新样品,与500 kV线路退运的复合绝缘子样品进行对比分析,研究了硅橡胶材料的粗糙度对LIBS信号的影响,结果表明,对于新制备硅橡胶材料随着粗糙度的增加,各主体元素特征谱线强度会随之增强,不同主体元素之间的原子谱线强度比（Si 288.2 nm/C 247.9 nm和Al 394.4 nm/Si 288.2 nm）随之下降,说明样品粗糙度对LIBS测量结果影响显著。但特征谱线强度及不同主体元素原子谱线强度比与粗糙度之间的函数关系不明显,难以用于粗糙度测量。硅橡胶的主体元素为Si,Al,C和O等,考虑元素含量及特征谱线的选取方便选择Si为主要分析元素。对于Si原子谱线强度比,选取了两条上能级相近（E_ki＝40 991.88, 39 955.05 cm-1）的原子谱线（SiⅠ288.2 nm,SiⅠ250.7 nm）作为分析线,在满足局部热力学平衡与光学薄的条件下两条谱线的强度比应为定值,但样品粗糙度的改变会影响脉冲激光烧蚀材料表面的过程,从而改变等离子体的状态,使得谱线强度比值也随之变化。上述两条硅原子谱线强度比和粗糙度建立的定标关系,线性相关系数为0.88。对于500 kV输电线路退运的老化硅橡胶材料,其表面由于老化有部分氢氧化铝填料析出,使得基体成分不均匀性更为显著,其表面也变得更为粗糙,这导致一对谱线强度比值作为定标函数,实用性降低。因此针对老化硅橡胶材料,除了选择Si元素谱线(SiⅠ250.7 nm,SiⅠ251.4 nm,SiⅠ251.9 nm)以外,还引入了Al元素谱线(AlⅠ305.7 nm, AlⅠ305.9 nm),利用三组谱线强度比进行多元回归分析,对于两个实测粗糙度为2.659和2.523 μm老化硅橡胶样品,LIBS测量的相对误差分别为0.218和0.189。结果表明对同样成分的复合材料,表面粗糙度对LIBS信号的影响是必须考虑的,而利用这种基体效应,开展远程在线测试复合绝缘子表面粗糙度,对于高压输电线路检测运维具有重要的应用价值。     

基于灰度共生矩阵的表面粗糙度研究

介绍了激光散斑的形成及其统计性质,拍摄大量不同加工工艺、不同表面粗糙度标准样块的散斑图像,基于激光散斑图像的灰度共生矩阵及惯性矩、角二阶矩、熵、相关性4个参量,对图像进行了纹理分析.分别绘制了不同加工工艺、不同表面粗糙度标准样块的4个参量与表面粗糙度关系的特性曲线.最后将实验结果和未知表面粗糙度工件的实验数据进行比对,准确估算出了工件的表面粗糙度.     

基于自相关函数的非平面表面粗糙度的图像纹理研究

采用自相关函数对不同加工工艺形成的非平面工件表面粗糙度进行了研究。讨论了自相关函数及其扩展度参数与图像纹理特性的关系,构建了实验装置,利用图像处理软件对实验所得的激光散斑图像进行了处理,得到了自相关函数及其扩展测度参数随表面粗糙度的变化曲线。为研究非平面工件的粗糙度,提供了一种新的方法。     

光针扫描法检测光滑表面粗糙度

提出了一种用于光滑表面粗糙度测量的方法，利用两个标准参考面和两个偏振片实现对表面粗糙度的测量，通过两1／4波片克服光路可逆性的缺陷，给出了测量系统光路图，导出了该方法工作原理的数学表达式，并对该方法产生的测量不确定度进行了理论计算与计算机仿真，最后通过对一标准粗糙度样块进行测量，证明了该方案的可行性。结果表明实测值与样块厂家提供的标称值相符，并可实现0．2nm的测量精度。     

表面粗糙度的变波矢光散射测量方法的研究

提出了表面粗糙度变波矢光散射测量方法，通过散射光强中心亮点光能量的参数ｌｎ，Ｅ随变化的线性关系来确定粗糙度ｗ，对６块粗糙度不同的硅片背面样品进行了实验测量。     

基于灰度共生矩阵的非平面表面粗糙度的图像纹理研究

采用灰度共生矩阵对不同加工工艺形成的非平面工件表面粗糙度进行了研究。讨论了灰度共生矩阵中二阶矩、对比度、相关值,熵等与图像纹理特性的关系,构建了实验装置,并利用Matlab软件对采集的激光散斑图像进行了处理,得到了共生矩阵的4个特征参数随表面粗糙度的变化曲线。为研究非平面工件的粗糙度,提供了一种新的技术途径。     

基于光切法的表面粗糙度检测的图像处理研究

介绍了表面粗糙度的检测方法，阐述了利用视频化改造后的9J型光切显微镜，基于光切法的表面粗糙度检测的数字图像处理方法，利用Canny算子进行边缘检测和保持连通的边缘细化算法进行细化处理，得到了较为理想的表面粗糙度轮廓曲线，为后续的表面粗糙度参数的计算奠定了基础。     

透平叶栅模化时粗糙度和雷诺数对性能的影响及修正方法

基于平板边界层理论和对流换热的雷诺比拟关系,通过粗糙度和雷诺数对表面摩擦因子f的影响规律,建立了透平叶栅模化实验的叶型损失系数ω和表面平均换热系数(h)与f之间的修正关联式.对比模化叶型与实验叶型的数值分析结果,在选定参数范围内,ω和(h)与f之间呈现良好的相关性,采用近似线性关系修正实验模型的叶型损失和平均表面换热系...     

特宽光谱分光膜的镀制

设计了550～1100nm波段高透、8000～12000nm波段高反的特宽光谱分光膜膜系，即采用｜ZnS｜Ag｜ZnS｜基本膜系结构，外加保护膜，并用该膜系镀制出了透可见、近红外波段，反中远红外波段的平面分光镜。实际使用表明，该膜系效果较好。     

银薄膜对光学基底表面粗糙度及光散射的影响

为了研究金属银薄膜与光学基底表面粗糙度和光散射的关系,提出了通过对光学薄膜矢量散射公式积分来获得界面粗糙度完全相关模型和完全非相关模型下其表面的总反射散射的方法.理论计算了光学基底上两种模型在不同厚度银膜下的总反射散射和双向反射分布函数.结果表明,当沉积在光学基底上的银薄膜的厚度大于80 nm后,两种模型下计算的银薄膜的表面总反射散射都等于基底的总积分散射,银薄膜能较好地复现出基底的粗糙度轮廓.实验研究表明为了复现基底的粗糙度,银薄膜的最佳厚度应在80~160 nm之间.     

Extraction of Surface Roughness from the Central δ-peak of Light Scattering Using a Multi-wavelength Ar+ Laser

In this paper, a new light scattering method for measuring the roughness of random surfaces is proposed. The method is based on the relation between the specularly reflected intensity Is, i.e., the central δ-peak intensity and wave vector component kz. The linear fit of the logarithm graph of the normalized central δ-peak intensity Isr versus k2z, whose variation is induced by changing illuminating wavelength, gives the square of the surface roughness w. The roughnesses of 6 silicon backside samples were measured.     

银薄膜对光学基底表面粗糙度及光散射的影响

为了研究金属银薄膜与光学基底表面粗糙度和光散射的关系,提出了通过对光学薄膜矢量散射公式积分来获得界面粗糙度完全相关模型和完全非相关模型下其表面的总反射散射的方法．理论计算了光学基底上两种模型在不同厚度银膜下的总反射散射和双向反射分布函数．结果表明,当沉积在光学基底上的银薄膜的厚度大于80nm后．两种模型下计算的银薄膜的表面总反射散射都等于基底的总积分散射,银薄膜能较好地复现出基底的粗糙度轮廓．实验研究表明为了复现基底的粗糙度,银薄膜的最佳厚度应在80～160nm之间．     

Effect of Surface Roughness, Type and Size of Model Aggregates on the Bond Strength of Aggregate/Mortar Interface

The paper reports on a two-stage study of the interface between three types of model cylindrical aggregates (sandstone, limestone and granite) and two types of mortar matrix (plain and 20% Silica Fume mortar). In the first stage, the surface roughness (R _a) of the aggregates and the interfacial bond strength using push-out specimens have been experimentally determined. In the second, aggregate push-out geometry has been modelled using two different approaches. In the first approach, the surface roughness is ignored and the cylindrical aggregates are assumed to have an ideally smooth surface with a constant radius, r ₀ over the aggregate length, L. In the second approach, the surface roughness of the aggregates is included so that the radius, r varies along the length of the cored rock aggregate. Hence, the influence of the surface roughness of the aggregates on the interfacial bond strength is obtained. It is found that the surface roughness plays a significant role in determining the interfacial bond strength, in particular of smaller size aggregates. The effect, however, diminishes as the aggregate size increases, regardless of the aggregate and mortar type.     

Influence of Boron doping on microcrystalline silicon growth

Microcrystalline silicon (μc-Si:H) thin films with and without boron doping are deposited using the radio-frequency plasma-enhanced chemical vapour deposition method. The surface roughness evolutions of the silicon thin films are investigated using ex situ spectroscopic ellipsometry and an atomic force microscope. It is shown that the growth exponent β and the roughness exponent α are about 0.369 and 0.95 for the undoped thin film, respectively. Whereas, for the boron-doped μc-Si:H thin film, β increases to 0.534 and α decreases to 0.46 due to the shadowing effect.     

Consistency of the Surface Roughness Determined from Soft-X-Ray Reflectance and Surface Profiles Measured Using a Scanning Tunnelling Microscope: Coherence Length of the Soft X-Rays

There exists serious inconsistency between the rms surface roughness determined from the Debye-Waller factor for the soft-x-ray reflectance analysis and that measured with an optical surface profiler. We have measured the surface profile of evaporated films using a scanning tunnelling microscope, and reproduce the profile with the Fourier components whose spatial wavelength is shorter than the coherence length of the incident soft x-rays in the reflectance measurement. The rms surface roughness derived from the high-pass filtered profile agrees well with that determined using the reflectance measurement. This result explains straightforwardly the photon-energy dependence of the surface roughness estimated by the soft-x-ray reflectance method.     

金属表面硅烷试剂膜结构及性能表征方法

综述了用硅烷试剂处理金属表面而形成的保护膜性能及结构的表面分析方法。详述了X射线光电子能谱、红外光谱、次级离子质谱、椭圆光谱、电化学阻抗谱等方法在硅烷处理金属表面过程中的应用 ,通过对膜形成的机制、膜的键合方式、膜结构、膜厚度以及膜的耐蚀性等方面的研究分析 ,探讨了它们对膜性能的影响 ,并用各种不同的参数表征了金属基材上硅烷膜的特性。同时指出了所述各种表面分析方法用于金属表面硅烷膜分析和检测的优点和不足之处 ,讨论了将各种表面分析技术联用起来以期得到更多有用的化学信息 ,以此可以指导硅烷化金属表面处理工艺过程。此外还提到了其他可用于金属表面硅烷膜性能的表征的分析技术 ,展望了金属表面硅烷膜分析的研究。     

低温等离子体对多孔聚丙烯膜表面改性的研究

红外光声光谱（ＩＲ）分析和光电子能谱（ＥＳＣＡ）分析表明，双向拉伸我孔聚内烯膜（ＰＰ）经等离子体表面改性后，表面产生了多种极性基团，从而增中了表面的亲水性，改性后的ＰＰ膜与胶原复合形成的复合材料表面还出现了离子的型的氨基和羧基等，涂覆深度约为５ｎｍ以上，从而为ＰＰ膜用作药物控释系统中的载体作了初步的探索。