基于LABVIEW的实验室过程控制系统设计

针对实验室过程控制系统中MATLAB软件不能充分体现系统的工艺流程且界面操作不灵活及曲线分析性不强等问题,提出了一种基于LABVIEW为操作界面的过程控制系统。此系统将LABVIEW虚拟仪器与MATLAB软件相结合,充分发挥了LABVIEW软件操作简单便捷及控制界面友好的特点与MATLAB软件平台强大的计算功能。并针对系统中的执行机构电动阀存在死区,使得系统存在死区振荡这一问题,将系统的执行机构由电动阀更换为变频器,避免了死区振荡。研究过程中,在YC-SX多变量过程控制实验平台上进行了实验验证,并以单容水箱液位控制系统为例进行调节与控制。实验结果表明,此系统数据运算、处理能力以及简易化程度极高,操作灵活且具有友好的图形界面,达到了设计目的。     

透射光学元件的1 064 nm激光损伤特性

通过对K9玻璃增透膜和偏振片的1 064 nm激光损伤试验,显示激光透射元件激光损伤的一个显著特点是形成针孔损伤,其大小在10～50 μm之间,分布呈分离状,其损伤深达基片表层及亚表层,与高反膜的激光损伤形态区别明显.K9和增透膜的孔洞损伤形成于后表面,偏振片形成于膜面,在一定的能量范围内,如能量提高1～2倍,激光能量与孔洞损伤的大小关联不大,只是孔洞的数量增加.孔洞的形成是由激光形成的驻波场引起的,并与基片表面及亚表面的损伤缺陷有关.     

Correlation of polishing-induced shallow subsurface damages with laser-induced gray haze damages in fused silica optics

Laser-induced damage in fused silica optics greatly restricts the performances of laser facilities. Gray haze damage,which is always initiated on ceria polished optics, is one of the most important damage morphologies in fused silica optics.In this paper, the laser-induced gray haze damages of four fused silica samples polished with CeO_2, Al_2O_3, ZrO_2, and colloidal silica slurries are investigated. Four samples all present gray haze damages with much different damage densities.Then, the polishing-induced contaminant and subsurface damages in four samples are analyzed. The results reveal that the gray haze damages could be initiated on the samples without Ce contaminant and are inclined to show a tight correlation with the shallow subsurface damages.     

退火对EBE,IBS和ALD沉积HfO2薄膜的抗激光损伤性能影响

结合自身实验条件采用电子束蒸发(EBE)、离子束溅射(IBS)和原子层沉积(ALD)三种工艺制备了HfO2薄膜,对其进行退火实验,采用1064 nm Nd:YAG激光测定了即时沉积和退火后各HfO2薄膜的抗激光损伤能力。研究发现,ALD HfO2薄膜的激光损伤阈值最高,EBE HfO2薄膜次之,IBS HfO2薄膜的损伤阈值最低;300℃退火对各工艺薄膜抗激光损伤能力的影响均为负面,500℃退火则会显著降低ALD HfO2薄膜的抗激光损伤能力。     

基于工艺的连续相位板设计

为改善惯性约束聚变(ICF)系统中聚焦光束质量,降低元件的加工难度,建立了基于工艺的连续相位板(CPP)理论设计模型,并从初相选取、相位展开、滤波、焦斑频谱控制等多方面改进了传统的G-S算法,比较分析了传统设计方法和基于工艺设计方法设计的CPP的加工特性和焦斑性能.基于工艺设计的CPP面型光滑,其产生的焦斑顶部均方根(RMS)和能量利用率η分别从传统G-S的62.8%和98.0%改进到16.9%和98.6%,而且有效抑制了10～100 μm的频谱成分.结果表明,基于工艺的CPP设计方法能够较好满足现有工艺约束条件和物理需求.     

SiO2和HfO2薄膜光学性能的椭偏光谱测量

结合XRD和原子力显微镜等方法,利用椭圆偏振光谱仪测试了单层SiO2薄膜（K9基片）和单层HfO2薄膜（K9基片）的椭偏参数,并用Sellmeier模型和Cauchy模型对两种薄膜进行拟合,获得了SiO2薄膜和HfO2薄膜在300-800nm波段内的色散关系。用X射线衍射仪确定薄膜结构,并用原子力显微镜观察薄膜的微观形貌,分析表明：SiO2薄膜晶相结构呈现无定型结构,HfO2薄膜的晶相结构呈现单斜相结构;薄膜光学常数的大小和薄膜的表面形貌有关;Sellmeier和Cauchy模型较好地描述了该波段内薄膜的光学性能,并得到薄膜的折射率和消光系数等光学常数随波长的变化规律。     

Kink effect in AlGaN/GaN high electron mobility transistors by electrical stress

The kink effect is studied in an AlGaN/GaN high electron mobility transistor by measuring DC performance during fresh, short-term stress and recovery cycle with negligible degradation. Vdg plays an assistant role in detrapping electrons and short-term stress results in no creation of new category traps but an increase in number of active traps. A possible mechanism is proposed that electrical stress supplies traps with the electric field for activation and when device is under test field-assisted hot-electrons result in electrons detrapping from traps, thus deteriorating the kink effect. In addition, experiments show that the impact ionization is at a relatively low level, which is not the dominant mechanism compared with trapping effect. We analyse the complicated link between the kink effect and stress bias through groups of electrical stress states: Vds = 0-state, off-state, on-state (on-state with low voltage, high-power state, high field state). Finlly, a conclusion is drawn that electric field brings about more severe kink effect than hot electrons. With the assistance of electric field, hot electrons tend to be possible to modulate the charges in deep-level trap.     

高功率激光诱导光学元件损伤阈值测量的不确定度分析

 激光诱导损伤阈值作为一实验参量,对其结果作不确定度分析有利于激光工作者在某个精度范围内获知该参量的信息。从激光损伤和损伤阈值定义出发,分析了基于ISO11254的损伤几率测试法测试激光诱导损伤阈值的不确定度来源,包括激光能量测量、激光光斑有效面积测量、各能量密度处损伤几率的计算以及对损伤几率点进行直线拟合这4个方面。并利用统计学原理和线性拟合等理论对这4个方面引起的不确定度分量及最终测试结果的相对合成不确定度进行了计算。以1 064 nm高反薄膜样品为例,分析表明：损伤几率点的计算和几率图中损伤几率的直线拟合是损伤阈值测试结果不确定度的主要来源,当样品的损伤阈值为7.79 J/cm²时,这两种因素引起的相对不确定度可分别在4%和18%左右,损伤阈值的相对合成不确定度达18.72%。     

不同工艺制备的高反射薄膜在真空与大气环境下的激光损伤特性

 建立了光学元件在真空环境下的激光损伤测量系统,采用电子束蒸发和离子辅助技术制备了Hf­₂/SiO₂高反射薄膜。对不同工艺制备的薄膜在真空与大气环境下的1 064 nm波长的激光损伤阈值进行了测量,对薄膜的损伤形貌进行了观测。对薄膜的损伤特性研究分析结果表明：薄膜在真空环境中的损伤阈值相对大气环境中有明显下降,其1∶1测试和R1测试损伤阈值下降约30%;两种环境中的薄膜损伤特性也不同,真空环境中损伤阈值的下降可能与热传导的不同有关。     

基于Qt平台的OPC服务器的开发及仿真应用

OPC(OLE for Process Control)技术自1996年被提出，就迅速在自动化领域得到了广泛的应用。它为工业控制软件与硬件之间的交互定义了一个标准的接口，使得工业软件及硬件之间的通讯变得非常便利。针对这个特点，提出了一种将OPC服务器作为“中转站”的仿真方案，即两个或多个支持OPC客户端功能的应用程序将OPC服务器作为“中转站”，实现程序间的相互访问与控制。采用OPC开发工具包方式开发OPC服务器，并且在Qt平台实现。这摒弃了传统的基于MFC平台开发模式，充分利用了Qt在界面设计上的优势。最后利用Matlab建立了两个simulink工程作为OPC客户端进行仿真测试，实现了两个客户端之间通过“中转站”完成信息交互。测试结果控制效果与预期一致，验证了本方案的可行性。