Orientation-dependent morphological stability of grain boundary groove

Crystal orientation influences the morphological stability of solid–liquid interface during directional solidification of alloy, resulting in the variation of solidified microstructure. In this paper, the morphological evolution near grain boundary grooves（GBGs） with different crystal orientations in a dilute succinonitrile alloy under low temperature gradient and interface velocity is observed in situ. Under experimental conditions, the macroscopic solid–liquid interface is planar and keeps stable, while in GBGs there emerge protrusion and undulation. It is found that the morphological stability of GBG is dependent on crystal orientation. Specifically, for succinonitrile with a body-centered cubic crystal structure, GBGs around the 100 crystal orientation keep stable, while those apart from the 100 crystal orientation become unstable under the same conditions. So it is concluded that 100 crystal orientation favors the morphological stability of GBG.     

基于非球面透镜的空间光场光纤耦合系统研究

针对全光纤激光雷达中空间光场与单模光纤的耦合问题,设计了基于非球面透镜的望远镜光纤耦合系统.利用ZEMAX软件以单模光纤耦合效率为优化目标对其结构参量进行优化设计,然后分别用LED和激光器作为光源进行初步实验,比较直接耦合和非球面透镜耦合效果.实验结果表明,采用非球面透镜耦合可使多模光源的耦合效率比直接耦合增加约47%,与仿真结果45%非常接近,且不同芯径耦合光功率之比大略等于芯径比平方;而该耦合方式可使单模光源的耦合效率增加约20%,且耦合进不同小芯径光纤的耦合效率之比约为其芯径比平方的2.4倍,这对构建全光纤转动喇曼激光雷达系统具有重要意义.     

基于FTIR技术金花茶组植物物种鉴定研究

利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)法获得16种金花茶组植物的FTIR光谱图,结合系统聚类和相关性系数法对所得光谱数据进行分析比较。结果表明:16种金花茶组植物可分为3个类群,第一类是:龙州金花茶等11种;第二类是中东金花茶、柠檬金花茶、平果金花茶及崇左金花茶;第三类仅小果金花茶一种。结合相关形态解剖学等方面的差异,该研究支持将弄岗金花茶与毛籽金花茶归并为一个种;直脉金花茶、弄岗金花茶、小瓣金花茶、东兴金花茶、柠檬金花茶、中东金花茶、小果金花茶、金花茶、顶生金花茶与平果金花茶各自划分为独立种。FTIR-聚类分析法可以作为金花茶组植物物种鉴定的一种可行性手段。     

中药地枫皮及其伪品的FTIR分析与鉴定

运用FTIR技术,采集地枫皮及其伪品植物假地枫皮和大八角的根皮、茎皮和叶片等的红外光谱图,研究地枫皮与其伪品植物不同部位的红外光谱差异。结果显示,3种植物不同部位的红外光谱图均有较大差异,在1628cm~(-1)处地枫皮根皮有特征吸收峰;在1724、1710、1497、1484cm~(-1)等处地枫皮茎皮有明显特征吸收峰;地枫皮叶片3401cm~(-1)和614cm~(-1)两处的吸收峰,在假地枫皮和大八角中分别飘逸到3376,3345cm~(-1)和1627,1625cm~(-1)附近;地枫皮不同部位主要化学成分构成比较相似,但是同类化学成分的含量存在较大差异。所以运用FTIR技术可以快速鉴别出地枫皮与其伪品假地枫皮和大八角,并可以判断3种植物主要化学成分的差异。     

基于法布里-珀罗干涉仪的大气风场及温度场探测理论研究及仿真

针对基于法布里-珀罗干涉仪的大气风场探测系统,推导了进行风速、温度反演的理论模型并在理论上进行了模拟验证.利用光学设计软件Zemax完成了法布里-珀罗干涉仪系统结构的仿真.通过设定不同波长入射系统,得到对应干涉条纹,利用最小二乘拟合圆方法从条纹峰值移动距离可反演出风速,与理论值进行比对,得到风速仿真误差小于4.2％.针...     

基于脉冲数字全息干涉术的云滴谱离散度研究

为了研究云滴谱的离散度与云微物理参量之间的相关性,提出了基于现场可编程门阵列的短脉冲调制激光、高分辨率显微光学系统和同轴数字全息干涉术相融合的观测技术,该技术探测云滴粒子的最小尺寸为2μm,还可以获得完整的云滴谱谱宽数据。在膨胀云室中连续三天的不同气溶胶数浓度下,开展了生消过程中云滴粒子的三维位置与直径的观测,利用观测结果计算了云微物理参量。进一步分析了云滴谱的离散度与云微物理参量在生成与消散过程中的正相关关系。通过比对不同气溶胶数浓度条件下云滴谱离散度的分布情况,得到了随着云滴数浓度的增多,离散度的取值范围会逐渐减小,且离散度相对拟合线的离散性降低的结论。     

电感耦合等离子体-质谱法测定地球化学样品中的铌和钽

改进了传统的四酸溶解化探样品的方法,在传统的基础之上加入高沸点酸,加盖、复溶,克服以往敞开式溶矿的不足,结合地球化学样品的特点,充分溶解样品中铌和钽.在测定方式上,采用美国新型等离子质谱XSERIES-2,并灵活使用软件中的切换功能,进一步克服了谱线干扰和仪器漂移.此方法易于操作,适合于大规模实验生产.本方法用国家标准物质进行验证,测定结果和标准值吻合.     

水汽探测拉曼激光雷达的新型光谱分光系统设计与分析

提出并设计了一套新型的大气水汽和气溶胶探测用紫外域拉曼激光雷达系统, 以二向色镜和超窄带滤光片构成高效率拉曼光谱分光系统, 实现激光雷达大气回波信号中米-瑞利散射信号、 氮气和水汽的振动拉曼散射信号的精细分离和高效率提取. 利用美国标准大气的分子散射模型和实测的大气米散射信号模型, 对分光系统的米-瑞利散射信号的抑制率、大气水汽测量的信噪比和误差进行数值仿真设计. 搭建实验系统对西安地区夜间的大气水汽进行实验观测, 并利用有云天气下实测的激光雷达回波信号, 反演获得大气后向散射比和水汽混合比的相关特性, 验证了该拉曼光谱分光系统对米-瑞利信号的抑制率达到10^-7以上量级. 理论和实验结果表明, 设计的新型拉曼光谱分光系统可以在大气后向散射比为17时, 实现水汽探测误差小于15%, 满足拉曼激光雷达系统对大气水汽的高效率探测. 关键词： 拉曼激光雷达 水汽混合比 大气后向散射比     

Mach-Zehnder干涉仪条纹成像多普勒激光雷达风速反演及视场展宽技术

相对于传统多普勒鉴频器Fabry-Perot干涉仪, Mach-Zehnder干涉仪(MZI)具有透过率高、直线条纹易于探测、可进行视场展宽等优点. 本文设计了基于条纹成像MZI的非相干多普勒测风激光雷达系统, 构建了风速反演的数学模型, 利用MZI视场展宽技术优化了激光雷达系统的性能. 数值仿真实现了MZI鉴频系统干涉条纹图样的理想输出, 采用SineSqr函数拟合法获取了高精度的多普勒频移前后干涉条纹的移动距离, 并通过视场补偿减小了入射角对MZI光程差的影响, 从而实现视场展宽. 结果表明: 采用SineSqr函数拟合法可获得在±100 m·s^-1的径向风速范围内<0.45 m·s^-1的风速误差, 克服了条纹重心法反演风速不稳定性的缺点; 视场展宽技术在不降低鉴频性能的情况下, 能最大补偿1°的视场角. MZI条纹成像多普勒激光雷达应用技术的探讨将为中高层大气风速激光雷达测量系统的实际开发奠定良好的基础. 关键词： 激光雷达 条纹成像Mach-Zehnder干涉仪 风速反演 视场补偿     

局部结构导数及其应用

经典的导数建模方法刻画了特定物理量对时间或空间的变化率,较少直接考虑复杂系统介观时间-空间结构对其物理力学行为的重要影响。本文通过引入结构函数,提出了一种局部结构导数建模方法,以克服传统方法的不足。结构函数刻画了系统的时间-空间特征,实际上是一个时空变换,基于其上的结构导数能够描述复杂问题介观时空结构与特定物理量的因果关系,减少模型参数,降低计算成本。我们可通过问题的广义基本解或已知统计分布的概率密度函数,推导出其系统的结构函数。两类应用实例表明,基于对数结构函数的结构导数方法可以描述软物质中的特慢扩散现象,也可用来建立以Weibull分布的概率密度函数为结构函数的可靠性结构导数扩散方程。