高精度半导体激光打标机F-θ镜头设计

为保证半导体激光打标机F-θ镜头的扫描质量,实现系统像高与扫描角的线性变化,需对F-θ镜头给予一定的畸变量,并使其满足等晕条件。分析F-θ镜头工作原理及像差要求,根据1 064 nm半导体激光打标机的光源成像要求选择合适的玻璃材料,合理分配每片透镜的光焦度,以保证等晕成像;根据F-θ镜头线性成像要求,计算系统总畸变量为1.6%,系统总畸变量为系统的实际桶形畸变与相对畸变量之和;在光学系统优化设计时,引入这两项优化参数,优化过程中观察系统成像变化情况。设计结果表明:系统MTF曲线接近衍射极限,F-θ镜头相对畸变小于0.36%,各视场均方根半径均小于艾里斑直径,并且整个系统70%的能量集中在直径为16 μm的圆内,系统总畸变量为1.58%,满足设计指标要求。     

基于远场光分布测量微透镜面形误差峰谷值的方法

针对传统微透镜面形测试光路复杂和效率不高的问题,提出了一种基于微透镜远场光斑高效提取环带状面形误差峰谷（PV）值的方法。基于几何光学原理,计算了不同环带误差形成的光斑的分界线位置;建立了环带误差的三维模型,通过仿真不同误差模型下的远场光斑,获得了分界线内外光强比值和环带误差值的对应关系;最后利用微纳加工技术制备出不同环带误差的微透镜阵列,搭建测试光路,通过测试获得了不同环带误差下的光斑能量分布,通过模型计算获得的微透镜环带状面形误差PV值与干涉仪测试结果一致。     

350mm口径透射式宽光谱复消色差光学系统设计

为了在室内检测光电测试设备在某种工况下的瞄准线稳定精度、稳定器稳定精度等指标,需通过平行光管来提供无穷远目标。设计指标要求为:采用透射式结构,工作波段400～700nm,D=350mm,焦距为2.8m,视场角为3.5°,全视场内实现复消色差。设计采用柯克三片分离式透镜作为初始结构形式,根据宽光谱复消色差理论,选取玻璃材料,利用校正光学系统色差与二级光谱的条件计算各片透镜的光焦度,求解光学系统初始结构;根据大口径宽光谱平行光管像差要求,引入色球差参数以及消二级光谱参数进行优化,通过玻璃材料匹配,实现复消色差。设计结果:在不引入非球面的情况下,系统接近理论衍射极限,全视场波像差RMS值均优于λ/22,全视场内实现了复消色差,满足设计指标要求。     

基于不同光谱技术的原油样品的荧光分析

应用同步扫描、三维发射以及目前石油荧光仪所采用的二维发射荧光分析技术对胜利油田15个井区25种原油样品在10-4 g·L-1～10 g·L-1浓度范围内进行了光谱采集,对比分析了不同光谱技术所获取的光谱信息与浓度之间的相应关系。结果表明,对于原油这种多组分样品,二维发射光谱难以满足分析要求;三维光谱信息丰富但数据采集与提取困难。同步扫描光谱具有简单快捷、光谱特征丰富明显、干扰小等特点,选择Δλ为40 nm获得的原油同步扫描光谱可反映三维光谱的主要信息。与二维发射光谱和三维光谱相比,同步荧光法在原油样品分析中显现出较大优势和发展空间,可望发展成为石油录井中对岩屑岩芯样品含油量的定量分析的新方法。     

锰原子的二步多光子与三步三光子共振电离研究

激光共振电离技术是痕量分析中的重要手段之一。文章以速率方程理论为基础,对锰原子的激光共振电离过程进行了分析,讨论了电离过程中各级激发光功率密度及激光作用时间对电离效率的影响;提出了根据所要求的电离效率和激光作用时间计算所需要的各激发光或电离激光的功率密度的方法;得到了饱和激发或饱和电离的规律及阈值条件。研究发现,在激光作用时间为10 ns时,锰原子饱和电离的激光强度阈值基本都在108 W·cm-2的量级,只有“1+1”双色双共振低三个量级;而“1+1”和“1+1+1”饱和激发的激光强度阈值则在102～103 W·cm-2量级;并且随着激光作用时间的增加,各过程的饱和激发和饱和电离的激光强度阈值将单调减少。     

原位成形光学微透镜的聚光性能研究

为解决荧光谱微检测系统中光学微透镜制作的困难,提出一种原位成形微透镜的制作方法,研究该微透镜的聚光性能,利用传统几何光学原理,分别推导出激发微透镜与检测微透镜的光线追迹方程,用该方程计算了2种微透镜的照射点分布几率,画出相应的分布曲线图,讨论了不同形状参数的微透镜对聚光性能的影响。研究结果表明,通过在光学胶中适当掺杂及打磨基底玻璃,可减小接触角,加大微透镜的形状参数,既能坚固透镜与基底间的粘接强度,又能提高微透镜的聚光本领。制作了使用原位成形光学微透镜的荧光谱微检测器,对生物荧光试剂进行了测试。实验结果表明,使用原位成形光学微透镜进行聚光,可使生物荧光谱强度提高4倍以上,通过在光学胶中掺杂以及打磨玻璃的办法,可以提高透镜的聚光本领约1.2倍。     

旧式大型工具显微镜数显化

大型工具显微镜是用途较广的精密长度计量仪器,主要用于测量螺纹中径、圆柱的直径等。目前实验室和工厂现有的仪器属50年代生产的老型号产品,用目视螺旋测微鼓上的刻度读数,人工记录和处理数据,测量时费时费工。针对大型工具显微镜数显化的问题,阐述了光栅、光电显微镜、单片机、新型传感器在数显上的应用。利用新技术和新型传感器改造老设备,使其实现数字化和智能化,以提高测量效率和测量精度。改造的结果表明,改造后的仪器测量效率大大提高,精度可提高一个数量级。     

Na-MMT掺杂对PMA/PVP复合膜结构及光致变色性能的影响研究

将钠基膨润土(Na-MMT)掺入磷钼酸/聚乙烯基吡咯烷酮(PMA/PVP)体系中,利用透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、红外光谱(FTIR)、热重-差热(TG-DTA)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对复合薄膜的结构、热稳定性和光致变色性能进行了研究.红外光谱结果表明keggin结构磷钼酸和聚乙烯吡咯烷酮的基本结构在复合膜中仍然存在,复合膜中高分子与质子结合,以阳离子的形式与杂多阴离子成盐.Na-MMT的掺杂未对复合膜中PVP和PMA间的相互作用产生影响,但其掺杂提高了复合膜的热稳定性.在紫外光照下,复合膜由无色变为蓝色,杂多酸被还原产生杂多蓝.Na-MMT的掺杂降低了复合膜的光致变色响应性,这是由于多酸分子与钠基膨润土之间发生阳离子交换作用导致的.     

CUR-CAP/PLGA纳米静电纺丝纤维膜的制备和活性研究

采用静电纺丝的方法制备了不同质量分数的CUR-CAP/PLGA复合静电纺丝纤维膜,并通过扫描电子显微镜、红外光谱、单晶X射线衍射进行表征,并用四唑盐MTT比色法测定其对成纤维细胞增殖的影响.表征结果表明:所合成的复合静电纺丝纤维膜的直径具有纳米结构,复合薄膜中,3种物质很好的混合在一起,没有发生化学键的结合.细胞实验检测结果显示,CUR-CAP/PLGA复合膜有助于细胞在其表面的生长及增殖,当姜黄素的质量分数为3%、氯霉素的质量分数为1%时效果最佳.     

投影系统中DMD衍射效率的研究北大核心CSCD

数字微镜阵列(DMD)作为空间调制元件常用于投影光学系统,入射光为长波红外时产生的衍射效应会影响进入系统的能量分布,该文主要讨论光源入射角度对衍射效应的影响,将DMD作为闪耀光栅模型,研究其在长波红外波段产生的衍射效应。从光程差的角度分析在主、副对角线分别处于“开态”情况下的衍射效应,发现衍射效应与入射角度有关;将DMD作为闪耀光栅模型,采用矢量衍射理论计算7.7μm~9.5μm波段下DMD处于“开态”下的衍射效率。计算结果表明:当TM偏振光以44°角照射时,1级衍射达到闪耀状态,衍射效率可达到70%。