真空条件下低温红外辐射测量技术研究

针对红外载荷在轨服役期间低温目标的红外辐射探测需求,提出一种真空条件下的低温红外辐射测量方案,并研制了测量装置。测量装置主要由低温红外光学系统、低温机械结构、低温红外探测系统及微弱信号处理系统构成。低温红外辐射经过光学系统会聚到探测器像面,锁相放大器利用相干检测技术将目标信号提取,完成低温红外辐射的测量。测量装置研制完成后,在真空仓内使用标准黑体辐射源,在198 K～423 K温度范围内进行了低温红外辐射定标试验,取得了有效的试验数据,测量不确定度在5%以内。该文提出的真空条件下低温红外辐射测量技术可为在轨空间红外载荷低温红外目标探测设计提供重要数据支撑。     

铜芯线缆整体导热系数的一种测量方法

根据传热学的基本原理 ,设计了真空低温环境用于一种铜芯电缆的整体导热系数的测量。介绍了试验原理及装置 ,并测量了该电缆在低温下的导热系数。对试验数据进行了分析和处理。文中介绍的低温下导热系统的测量方法可用于同类型元器件导热系数的测量     

纳米银在低温下电阻率的研究

本文详细报道了对系列纳米银样品在低温下电阻率的测量结果，并把结果与在同一实验装置下测量多晶银的测量结果进行了比较。     

稳态法测棉布的热导率

利用小型制冷装置测量了片状材料的热导率,实现了在低温条件下用稳态法对棉布热导率的测量．     

一种新型YBCO高温超导带材临界电流特性测试方法

针对YBCO高温超导带材临界电流特性,文中基于四引线法,构造了一个集成有背景磁场发生装置的减压降温的低温测量装置。该装置包括一个提供背景磁场的双"E"形铁心线圈磁体;一个可以旋转0—360°的超导带材样本架以及一套可实现减压降温功能的低温测试系统。通过对低温杜瓦内温度、YBCO带材所处背景磁场大小、背景磁场与YBCO带材表面夹角的控制,实现了YBCO超导带材在不同温区、不同磁场及磁场方向下的临界电流特性的测量。这种新颖的测量方法和装置,综合考虑了环境温度、背景磁场和磁场方向变化的具体影响,能够获得较全面的YBCO高温超导带材临界电流性能参数。     

带通红外比色滤波测温技术研究

提出可精确测量中低温物体温度的带通比色滤波测温理论,利用该理论,搭建了相应的实验装置。对装置所用的器件进行精确标定,并利用数值函数对测试得到的离散点数据拟合后,用面源黑体在５０℃～４００℃范围对该实验装置进行了测温实验验证,实验结果表明,该实验装置在不需知道目标发射率的情况下,能精确测量物体的真实温度,因此,验证了提出理论的正确性与所建立测温系统的可行性,对中低温物体真实温度的测量研究具有重要意义。     

金属电阻率测量实验的设计与研究

设计了测量金属在不同温度下的电阻率的实验装置,对低温恒温器内的样品进行测量,通过加热装置改变样品温度,获得了铝合金样品和稀土铝合金样品的电阻率随温度的变化曲线.该实验综合了低温、真空、补偿等多方面的物理概念,补充了现行大学物理实验教材中低电阻测定实验的不足.     

类金刚石薄膜的制备、特性及应用

利用射频等离子分裂碳氢气体制备的类金刚石膜,具有硬度高、耐蚀和良好的透红外光等特性.本文研究了类金刚石膜的红外、机械、结构及电学特性,给出该膜应用于红外装置中镀膜元件的光谱性能.并结合文中所用的制备方法,讨论了类金刚石膜在低温低压下的形成机制.     

面向先进光源线站等大科学装置的低温X射线能谱仪原理及应用进展

低温X射线能谱仪兼具高能量分辨率、高探测效率、低噪声、无死层等特点,能量分辨率与X射线入射方向无关,在暗弱的弥散X射线能谱测量方面具有明显优势.基于同步辐射及自由电子激光的先进光源线站、加速器、高电荷态离子阱、空间X射线卫星这类大科学装置的快速发展对X射线探测器提出了更高要求,因而低温X射线能谱仪被逐步引入到APS, NSLS, LCLS-II, Spring-8, SSNL, ATHENA, HUBS等大科学装置与能谱测量相关科学研究中.本文从低温X射线能谱仪的工作原理及分类、能谱仪系统结构、主要性能指标以及国内外大科学装置研究现状及发展趋势等方面作简要综述.     

超导腔垂直测量系统中的磁屏蔽

简要介绍空间磁场对纯铌超导加速腔性能的影响,以及在超导腔垂直测量时对空间磁场进行有效屏蔽的方法.由于多数磁性材料对应力和温度变化非常敏感,而且国内缺乏在低温下相关磁屏蔽材料性能的数据,为此对8种国产铁磁和软磁材料在低温下的初始磁导率进行了测量,并给出了相应的测试结果.最后介绍了作者研制的1.3GHz超导腔垂直测量低温恒温器内置式磁屏蔽装置及其性能.     

电驱动金刚石对顶砧低温连续加压装置

采用电驱动压电陶瓷取代传统机械螺丝给金刚石对顶砧施加压力,设计制备了低温下可连续增加流体静压的金刚石对顶砧压力装置,实现了低温(19±1)K连续加压达到4.41 GPa.该装置具有电驱动方便灵活、调谐精度高的低温连续加压功能.利用该装置实现了InAs单量子点发光与微腔腔模的共振耦合调谐过程.该装置将在原位压力精确调谐及测量样品信号跟踪等实验得到应用.     

材料渗透系数的测定

研制了一套渗透系数测定装置。用它可以测量包活渗透系数极低和极高材料在内的各种固体室温和低温下的渗透系数。介绍了结构原理、操作程序以及对一些试样的测量结果。     

低温领域中低温恒温器的研究进展

在低温领域中，低温恒温器是最常用的一种测量样品在低温下性能的实验装置，样品常常需要在低温恒温的情况下，进行各种电学，光学，磁热性能等基础实验.文章深入解析并探究了低温恒温器的概念、组成、分类和结构，描述了低温恒温器的进展状况，并提出了未来恒温器发展的趋势。     

用于液氦温区离子注入的低温装置

本文报道一种用于液氦温区离子注入的低温装置。利用它可以在T<10K的低温条件下进行离子注入,并就地进行1.7—300K的电阻测量。作为应用实例,给出了Al/Si多层膜低温离子束混合的实验结果。实验表明,装置的建立为研究亚稳或非晶材料的超导电性及其他低温性质,提供了一种有力的手段。     

脉冲强磁场下的电极化测量系统

多铁性材料是当前物质科学研究的热点,具有重要的科学研究意义和应用前景.低温和强磁场实验环境为研究多铁性材料提供了一种有效途径.脉冲强磁场下的电极化测量系统能实现最高磁场强度60 T、最低温度0.5 K的铁电特性测量.该系统采用热释电方法,具有磁场强度高、控温范围广、转角测量等特点,可用于强磁场下的磁电特性研究.本文介绍了该系统的测量装置和实验原理,并展示了其在多铁性材料研究中的一系列应用,揭示了脉冲强磁场电极化测量系统在磁电特性探索中的重要作用.     

上海深紫外自由电子激光装置中激光与束流的精确同步

介绍了一种基于相干辐射测量的激光-电子束同步方法,描述了实现空间及时间同步的基本原理、步骤和细节,并利用这种方法在上海深紫外自由电子激光装置（SDUV-FEL）上实现了电子束与激光之间亚ps量级的精确同步,为基于外种子激光的高增益高次谐波产生（HGHG）、回声型谐波产生（EEHG）和级联HGHG自由电子激光实验奠定了坚实的基础。还利用这种手段对不同条件下的电子束纵向特性进行了测量和分析。     

用于射频谐振腔的纯铌热导率的测量

铌材料的低温热导率是反映射频超导腔热稳定性的重要参数.一套新型的低温热导率测试装置研制成功,该装置不仅可以测量纯铌材料的低温热导率,同时还能够测量铌材料的临界超导温度和铌材料的剩余电阻率(RRR).本文介绍该装置的原理以及实验结果,并对铌材料的低温热导率与剩余电阻率(RRR)进行了分析.     

低温温度计标定精度影响因素的研究

在托卡马克核聚变实验装置中,装置的热负荷计算、导体超导性能和运行稳定性都与运行温度有很大关系,因而要求低温的温度测量有较高测量精度.文中主要讨论低温温度计在标定过程中各种因素对标定精度的影响,并提出一系列的解决办法,取得了好的标定结果,满足了工程的需要.     

宽带脉冲DC SQUID核磁共振谱仪的研制

DC SQUID NMR在研究凝聚态体系 ,尤其在研究低温下量子有序态等方面是一项非常有价值的技术。文中描述了在带有宽带电子设备的商业 DC SQUID基础上建立起宽带脉冲谱仪 ,以及马鞍形激发线圈、采集线圈和低温装置的设计 ,并测量了铂样品在 4.2 Kz温度下的 NMR信号。     

Φ3英寸双面超导薄膜Jc均匀性测量

临界电流密度Jc是评价超导薄膜质量的重要参数之一.采用Jc测量装置可以准确、快速、无损检测Φ2～3英寸双面膜的Jc均匀性.该装置是利用高温超导薄膜的超导转变对线圈内感应电压产生的变化这一原理,测量线圈由初级和次级组成.所用信号频率为20kHz.次级信号在同样频率下由锁相放大器检测.测量过程全部由计算机控制.对于超导微波滤波器应用所要求的高质量Φ2～3英寸双面超导薄膜材料,必须具有高的Jc和低的Rs值.采用该装置测量超导薄膜的Jc均匀性,与Rs对应关系进行分析,将有助于超导薄膜的质量控制.