透射光谱法测试双面薄膜的光学参数

由于普通的化学气相沉积法制作高掺Sn的二氧化硅薄膜比较容易产生结晶,而溶胶-凝胶法制备薄膜化学组成比较容易控制,可以制作出掺Sn浓度较大的材料。文章采用了溶胶-凝胶的方法制备出了66 mol%和75 mol%两种不同浓度的掺Sn的SiO₂薄膜,用浸渍法多次提拉薄膜以增加薄膜的厚度,之后用紫外-可见分光光度计测量了薄膜的透射光谱。之前基于透射光谱的方法计算玻璃基底上薄膜的光学参数都是针对单面薄膜,该文针对浸渍法产生的双面薄膜,建立了相对应的薄膜模型,并分别用包络线法计算出了两种不同薄膜样品的光学参数。计算结果表明两种不同薄膜样品的折射率随着波长的增加而增加,薄膜的厚度都为900 nm左右。     

射频磁控溅射制备氮化锌薄膜的椭圆偏振光谱研究

在不同的衬底温度下,使用反应射频磁控溅射法,在玻璃衬底上制备了氮化锌薄膜样品.用X射线衍射仪、原子力显微镜和椭偏仪对薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性质进行了表征分析.薄膜的晶粒尺寸会随着衬底温度的升高先增大后减小,在200?C时薄膜的结晶性最好.用椭偏仪测试样品,建立物理模型计算出氮化锌薄膜在430—850 nm范围内的折射率和消光系数等光学参数.利用Tauc公式计算出氮化锌薄膜的光学带隙在1.73—1.79 eV之间.     

脉冲激光辐照TiO2／SiO2薄膜的热效应

用1．06μm单脉冲激光辐照TiO2／SiO2薄膜，利用得到的综合参数K来计算不同能量下单脉冲激光辐照薄膜产生的温度场和热应力场，并对计算结果进行分析，获得了温度场和热应力场在激光辐照过程中的变化过程及热应力在脉冲激光辐照薄膜过程中起主导作用。     

利用磁光克尔效应计算材料的介电张量非对角元

利用磁控溅射的方法制备了Ag和Ag/Co双层薄膜样品.通过椭偏测量和磁光克尔测量,得到薄膜样品的有效光学常量和有效磁光参量,并通过数值分析得到介电张量的非对角元.实验结果表明:用通常公式计算和磁光测量与椭偏测量结合计算非磁样品Ag薄膜的光学常量的结果一致,验证了基于磁光测量方法计算介电张量非对角元的正确性.     

光学薄膜表面复型电子显微照片的计算机处理

用计算机处理薄膜表面复型电子显微照片,得到表面高度轮廓,提出了计算机定标方法,并计算了薄膜表面微结构参量.     

经验模式分解法在薄膜光谱研究中的应用

应用经验模式分解方法分析薄膜光谱,并且用该方法处理所得的薄膜反射干涉光谱曲线计算薄膜厚度,测量误差为1.51%.证明了经验模式分解方法在光谱信号处理过程中的可靠性.     

红外薄膜热电探测器分析

本文用一维扩散模型推出了热电探测器响应率的表达式,并计算了悬空的和有底板的TGS热电探测器的响应率和NEP的数值(作为器件厚度和工作频率的函数)。根据数值计算的结果,分析了薄膜热电探测器的发展前景。本文认为:(i)必须用薄膜底板。底板和热电晶体的厚度最好都在0.1微米以下。底板宜选用比热和密度尽量小的材料。这样的薄膜器件,其低频NEP可能比10微米厚的悬空器件降低一个数量级。(ii)如底板厚度超过热扩散长度,薄膜器件响应率便下降,同时温度噪声上升,NEP上升。这样的薄膜器件,其低频性能将显著地不如10微米厚的悬空器件。     

复合纳米光学变色薄膜

用热蒸发和磁控溅射的物理镀膜方法和溶胶-凝胶化学涂布的方法相结合制备了有机和无机复合纳米光学变色薄膜。光学变色薄膜为多层薄膜,当有自然光进入光学变色薄膜时,随着入射光和视角的变化在薄膜上可以看到明显的光变色效果。这种薄膜可以单独或与油墨组合作为一种新颖的防伪材料。根据多层复合膜光干涉原理经设计和计算确定薄膜为PET／Cr／介质／Al膜系结构。介质分别是有机高聚物和SiO2。SiO2是多孔纳米材料,用溶胶-凝胶方法制备,通过调节催化和凝胶的方式和条件,折射率在1.15～1．45之间。介绍了制作方法和薄膜特性。     

一种获得半导体薄膜光学参数的方法

实现薄膜光学参数的简便测量对于薄膜的制备和应用具有重要意义。引入适用于半导体材料的Forouhi_Bloomer模型,用其表征薄膜折射率与色散的关系。考虑到粗糙度的影响,假设薄膜厚度服从正态分布,给出了模拟退火法与迭代法相结合、由可见光光谱测定薄膜光学参数的方法。作为尝试,以硅系薄膜为例进行了计算。结果表明,获得的厚度与用椭偏仪测量的结果较为吻合。该方法适用于研究和测量半导体薄膜的光学性能和膜厚,具有很高的实用价值。     

用光栅耦合器测量波导薄膜参数的一种方法

本文研究了用光栅耦合器测量波导薄膜参数的新方法。我们对在F1玻璃衬底上真空蒸发制作的硫化锌薄膜和在K9玻璃衬底上浸涂法制作的环氧树脂薄膜的参数进行了测量。采用的光栅周期分别为1200mm~(-1)、1800mm~(-1)和2400mm~(-1)。测量结果表明:薄膜波导模式有效折射率观测值m与计算值N_m符合得较好。计算测量有效折射率M和薄膜折射率n_f的精度高于0.1％,计算测量薄膜厚度的相对精度△W/W为2.8～0.1％。我们认为,在导波光学和半导体工艺中,光栅耦合器和棱镜耦合器一样,是快速而精确地测定波导薄膜参数的有效方法。而且,光栅耦合器尚且有它自己的特点。最后还简要地讨论了带有光栅结构的棱镜耦合器。     

Stokes integral of economic growth: Calculus and the Solow model

Economic growth depends on capital and labor and two-dimensional calculus has been applied to economic theory. This leads to Riemann and Stokes integrals and to the first and second laws of production and growth. The mathematical structure is the same as in thermodynamics, economic properties may be related to physical terms: capital to energy, production to physical work, GDP per capita to temperature, production function to entropy. This is called econophysics. Production, trade and banking may be compared to motors, heat pumps or refrigerators. The Carnot process of the first law creates two levels in each system: cold and hot in physics; buyer and seller, investor and saver, rich and poor in economics. The efficiency rises with the income difference of rich and poor. The results of econophysics are compared to neoclassical theory.     

Modifications to functional and biological properties of proteins of cowpea pulse crop by ultrasound-assisted extraction

Natural resource depletion, negative environmental effects and the challenge to secure global food security led to the establishment of the Sustainable Development Goals (SDGs). In need to explore underutilized sustainable protein sources, this study aims at isolating protein from cowpea by ultrasound-assisted extraction (UAE), where the techno-functional characteristics of the protein isolates were studied at different sonication conditions i.e., 100 W and 200 W at processing times ranging from 5 to 20 min. The US at 200 W-10 min produced the optimal results for all properties. In this process combination, there was an increase in protein yield, solubility, water-holding capacity, foaming capacity and stability, emulsion activity and stability, zeta-potential, and in-vitro protein digestibility from 31.78% to 58.96%, 57.26% to 68.85%, 3.06 g/g to 3.68 g/g 70.64% to 83.74%, 30.76% to 60.01%, 47.48% to 64.26%, 56.59% to 87.71%, –32.9 mV to −44.2 mV and 88.27% to 89.99%, respectively and particle size dropped from 763 nm to 559 nm in comparison to control. The microstructure and secondary-structure alterations of proteins caused by sonication were validated by SEM images, SDS-PAGE, and FTIR analyses. Sonication leads to acoustic cavitation and penetrate the cell walls, improving extraction from the solid to liquid phase. After sonication, the hydrophobic protein groups were exposed and proteins were partially denatured which increased its functionality. The findings demonstrated that UAE of cowpea protein improved yield, modify characteristics to fit the needs of the food industry, and contribute to achieving SDGs 2, 3, 7, 12, and 13.     

Generalizing Boltzmann Configurational Entropy to Surfaces,Point Patterns and Landscape Mosaics

Several methods have been recently proposed to calculate configurational entropy, based on Boltzmann entropy. Some of these methods appear to be fully thermodynamically consistent in their application to landscape patch mosaics, but none have been shown to be fully generalizable to all kinds of landscape patterns, such as point patterns, surfaces, and patch mosaics. The goal of this paper is to evaluate if the direct application of the Boltzmann relation is fully generalizable to surfaces, point patterns, and landscape mosaics. I simulated surfaces and point patterns with a fractal neutral model to control their degree of aggregation. I used spatial permutation analysis to produce distributions of microstates and fit functions to predict the distributions of microstates and the shape of the entropy function. The results confirmed that the direct application of the Boltzmann relation is generalizable across surfaces, point patterns, and landscape mosaics, providing a useful general approach to calculating landscape entropy.     

基于风洞的设备健康管理与数据有效性判定平台研究

低速增压风洞是满足我国航空工业科技发展而建设的一座气动力重大基础试验设施。为了保障该设施的高效率和可靠地运行,以各机电设备、电气测控设备、机械装置为对象,根据其故障模式和故障特点选取合适的监测点,获取实时工作状态数据,再以数据为基础,进行状态监测、故障诊断、故障预测,实现预先性决策和针对性快速维修。基于OSA-CBM 体系构建的风洞健康管理系统,根据设备的运行状态,实现对试验数据的有效性进行实时判定,并实现了风洞装备由事后维修向视情维修转变;实现了装备从使用、维护、管理模式由分散式管理向集约式管理的转变;实现了装备系统故障诊、预测及判读从人工智能向机器智能的转变。     

基于MEMS技术的多媒体空中鼠标

本文采用MEMS加速度传感技术,触控技术以及无线射频的多功能鼠标的电路设计方案,首先系统通过三轴陀螺仪和三轴加速度计的数据进行实时采集,将采集到的数据传送给STM32微控制器,用于计算鼠标的位移、角度、角速度等参数,并利用无线模块将数据发送到接收端,再通过USB协议发送到电脑端。针对现有空中无线鼠标通信距离、电池供电等问题的限制,本文采用通信距离更长的2.4GHZ无线电波,可循环充电利用的锂电池替代传统电池供电,并且利用USB设备通信,在接收端将大容量存储设备与鼠标设备整合复用,可实现二者之间的任意切换,提高了该鼠标系统适应实际应用环境的能力。     

矿山多源遥感图像像点位移测试系统设计

针对矿山地形的起伏变化影响对其进行分析研究的准确性,提出矿上多源遥感图像像点位移测试系统的设计方法。结合GPS定位原理,选取遥感图像上某一时刻点作为测试点,对拍摄得到的矿山图像和电子测试系统各触点之间的距离进行计算,进而得到测试点具体坐标位置,将其与测试点真实现场坐标相对比,实现矿山多源遥感图像像点位移的测试。通过实验证明,所设计的测试系统可以高精度实现对遥感图像像点位移的测试,有效减小了矿山地形变化带来的遥感图像研究误差。     

基于OpenCV的嵌入式自动捡乒乓球系统设计

为了解决在乒乓球比赛和训练中人工手动捡球的问题,从机器视觉的角度出发,综合嵌入式、图像处理和测量控制等技术,基于第三方库OpenCV设计了一种自动捡乒乓球系统。系统是以Contex-A8平台为控制核心,首先通过对云台和USB摄像头的控制获取视频信号;然后通过霍夫圆变换和SVM分类器算法识别出视频中的乒乓球,并根据质心计算出其与系统的相对位置;最后将视频信号中抽象出的位置信息传递给机械运动控制终端,控制小车和机械手将乒乓球捡起,并送到指定位置。实验结果表明本系统能够正确的检测和识别乒乓球,并对其进行定位捡取,效果良好,提高了拾取乒乓球的效率,减轻工作人员的负担。     

EAST低温系统又一新降温模式

EAST氦低温系统是EAST(Experimental Advanced Super-conducting Tokamak)先进超导托卡马克实验装置重要子系统之一;到目前为止,EAST已经成功进行了6次降温实验。第四次降温实验于2008年8月完成,这次降温实验与前几次降温实验很不相同。前3次的降温实验冷却磁体依赖四台透平膨胀机(透平A、B、C和D),透平B、C和D获得LHe去冷却PF和TF磁体、5&8对电流引线和busline到相应的温度。透平A用于制取80K的冷量冷却外冷屏。而此次降温是采用3台透平膨胀机(透平A、B和C),透平B和C与节流阀获得LHe去冷却PF和TF磁体、5&8对电流引线和busline到相应的温度。透平A还是用于制取80K的冷量冷却外冷屏。此次整个降温过程大概用了20天,比以前多耗时25%;文中给出了透平的启动过程、磁体冷却过程和一些操作经验。     

多光谱遥感技术结合遗传算法对永定河土壤归一化水体指数的研究

永定河流域的土壤类型及含水量与植被覆盖指数是影响该流域水量的重要因素,利用传统取样法对该流域土壤类型及含水量进行调查,耗费人力的同时还会因仪器误差等客观因素造成实验精度下降。选择永定河流域(北京地区)为研究区,利用全站仪进行野外调查测定34块样地并取样,结合1978—2009年6期的TM影像数据对土壤信息进行提取,研究该地区的土壤含水量与各类多光谱遥感因子间的相关关系,利用遗传算法对土壤归一化水体指数(NDWI)的主要影响因子进行筛选,因NDWI是基于绿波段与近红外波段的归一化比值指数,一般用来提取影像中的水体信息,效果较好。为了更准确的筛选与土壤含水量相关的因子,利用遗传算法全局择优的特点,通过控制迭代次数加速收敛来筛选关键因子。进而利用多元回归的方法建立NDWI反演模型,分析出模型的内符合精度为0.987,并利用边缘树种进行外符合精度检验,得出：土壤中速效氮、磷、钾的含量与经度相关性不明显,却与纬度和土层成正相关关系,当模型计算的迭代次数Maxgen达到最优时,内符合精度为87.6%。通过遥感影像与野外调查相结合的方法得到的土壤NDWI与植被盖度、地形、气候等相关因子的模型而计算得出的NDWI值与单纯利用传统土壤取样法得到的值进行对比分析,得出平均相对误差E为-0.021%,外符合精度P达到87.54%。该模型的建立可为日后对永定河流域土壤水分及有机质的分析与研究提供较好的实践及理论依据。     

测量棱镜色散规律的方法改进

对目前实验教科书中研究棱镜色散规律常用的方法具有数据多、用时长及技巧性强的不足,提出了一种比较简洁直观的测量棱镜折射率的方法,即直接测量光线的入射角和不同频率光的出射角,用折射定律即可算得各色光的折射率.通过与传统的实验方法相比较,结果表明在准确度上二者是一致的.最后用Matlab拟合出棱镜的色散曲线及公式.