Influence of the variable wall thickness of the sample tubes and a quartz Dewar on the EPR signal intensity in a single TE102 and double TE104 rectangular cavity

The response of a single TE₁₀₂ and double TE₁₀₄ rectangular cavity to the insertion of samples contained in tubes with variable wall thickness and a quartz Dewar into the cavity has been analyzed. A direct, indirect, and concurrent (positive or negative) “lens effect” inside the double TE₁₀₄ rectangular cavity is discussed. The experimental dependence of the EPR signal intensity on the wall thickness of the sample tube, δ, for the line-like samples with identical length of the sample material column, L=30 mm, recorded in the microwave cavity showed a directly proportional increase of the relative “lens effect” with the increase of the wall thickness of the tube in the interval, δ∈<0.1 mm, >0.5 mm. The insertion of the variable-temperature double-wall quartz Dewar (home-built, resonant frequency shift, ca. −300 MHz) into the single TE₁₀₂ rectangular cavity showed the same relative “lens effect”, with ca. 1.5-time increase of the EPR signal intensity, for a point-like sample and the line-like samples with material columns of diameter of 1 and 1.3 mm, and wall thickness of the sample tubes, δ∈<0.1 mm, >0.5 mm. The increased effect of the Dewar arises because the active volume of the quartz Dewar tube walls is always much more larger than the active volume of the sample tube wall. In the case of the double TE₁₀₄ rectangular cavity, the insertion of the quartz Dewar: (i) into the same cavity, in which the sample is present, caused a direct “lens effect”, with ca. 1.8-fold increase of the EPR signal intensity; however, (ii) into the complementary cavity, in which the sample is absent, caused an indirect “lens effect”, with ca. 0.6-fold decrease of the EPR signal intensity. With the Dewar and sample in one cavity and a large empty sample tube in the complementary cavity, a concurrent (positive or negative) “lens effect” can be observed. Thus, the possible increase/decrease of the EPR signal intensity depends on the volume ratio of the quartz Dewar tube walls and large sample tube wall inserted into the double TE₁₀₄ rectangular cavity. Each of the above phenomena may be a significant source error in quantitative EPR spectrometry unless the samples to be compared in the quantitative EPR analysis are contained in sample tubes having the same wall thickness and each EPR spectra should be recorded inside an identical quartz Dewar.     

激光靶心冲击波观测镜折反式光学系统设计

设计了一种激光靶心冲击波观测镜的光学系统.用反射式光学系统代替折射式光学系统,解决了普通玻璃在200 nm端透过率较低的问题.反射镜不引入色差,有利于系统在200~800 nm谱段消色差.为消系统轴外像差,反射系统选型为对称式.反射镜全部采用球面镜,为消反射镜以及平板玻璃窗带入的球差,引入校正镜(材料JGS1),在满足要求的条件下,控制折射镜的厚度,使系统色差满足瑞利判据的色差允差,得到了良好的成像质量.     

免跟踪透射式太阳聚光器的设计

针对目前太阳聚光器中因为自动跟踪系统故障率高导致使用成本大幅度增加的主要制约因素,在多年来探讨有效提高太阳能密度的基础上,提出了免跟踪线性菲涅尔透射式太阳聚光器设计的新思路,并对其结构形式和工作原理进行了阐述.     

氨对硅基铁纳米薄膜高温重凝核的影响

采用弧过滤离子沉积系统（arc filtered deposition,AFD）在纯硅表面制备铁纳米薄膜。研究了750℃下铁纳米薄膜在氢气氛围以及氨气氛围中重凝核的规律。研究表明,在氢气氛围中,铁纳米薄膜重凝核以后形成的铁纳米颗粒随薄膜的厚度增加以及保温时间的延长而增大;但在氨气氛围中,铁纳米薄膜重凝核后形成的纳米颗粒的尺寸随保温时间的变化更为复杂：在氨气作用的初始阶段,铁颗粒的尺寸随氨气作用时间的延长而逐渐变大,但一段时间以后,铁颗粒的尺寸又随氨气作用时间的延长而变小,直到铁颗粒平均直径达到一个最小值（大约在氨气介入后的12min）,随后铁颗粒的尺寸又逐渐变大,并最终达到一稳定值。     

不同因素对可调节人工晶体屈光调节力的影响

首先以Hwey-Lan Liou眼模型为基础，根据等效性原则，保持该眼模型中自然晶状体屈光度不变，对无穷远点成像。然后利用ZEMAX实现光线追迹的方法，将自然晶状体替换为可调节人工晶状体（accommodative intraocular lens，AIOL），结合对人眼成像质量影响的分析，研究了AIOL在眼内的移动度、材料、中心厚度、结构、光学面非球面性等因素对其屈光调节力的影响。结果表明:AIOL移动度对其调节力贡献最大,材料、中心厚度、结构对调节力基本无影响；具有非球面光学面的AIOL调节力相对较大。     

高倍聚光模组系统研究与设计

聚光系统的聚光效率和能量均匀性直接影响单位模组的发电效率。本文研究设计出高倍聚光模组系统,该系统主要包括菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜。采用中心波长修正法进行菲涅耳透镜的设计,并通过Zemax仿真模拟设计出球冠平顶微棱镜。最后通过Zemax模拟,决定选取两侧面夹角α的角度为117°,平顶到球面的间隔g为0.2 mm,球冠平顶微棱镜的曲率半径R为10 mm。聚光系统整体的聚光效率达99.8%,能量均匀度为0.812,并进行实验验证,得出实际聚光效率为83.1%。     

基于菲聂尔透镜的聚焦太阳能PV/T 系统热电性能研究

本文建立了基于菲涅尔透镜的聚焦型PV/T热电联产系统的一维稳态传热模型,对六种不同结构的PV/T系统的热、电效率和(火用)效率进行了计算,利用(火用)效率作为评价标准对六种系统进行了比较.分析表明采用聚焦型PV/T系统,在牺牲少量发电效率的基础上,可以获得具有一定温度的热能;增添玻璃盖板虽然能够减少热损失,但同时使得系统的光学效率降低,减少电池上的能量密度,反而使得系统的(火用)效率降低1%;环境恶劣的情况下,应将集热管外加保温腔体,透镜起到盖板和聚光器的双重作用,在不损失发电量的同时可以提高系统的热效率.     

基于GRIN透镜微小角位移的测量技术研究

根据1/2波节自聚焦（GRIN）透镜中光的传输特性,提出了一种新颖的测量微小角位移的模型,通过对模型中光线传输和几何关系的理论分析,推导了待测角位移与光耦合效率之间的传递函数.针对模型对测量范围的限制,提出了一种可行的拓宽测量范围的方法.研究结果表明,该模型不但测量范围宽,而且测量准确度高,线性度好.     

减小球差的环带透镜设计

根据光线经过折射面后像距和折射面参数之间的关系,将折射面划分为若干同心圆环,各圆环之间沿光轴有一定的轴向间隔。一束平行于光轴的光线入射后,经过不同部分光线的像点相互重叠从而使球差减小。根据上述思想用单透镜构造一个透镜称为环带透镜,然后以环数为2的透镜为例用CODE V进行像差分析。和双胶合透镜比较得出:环带透镜的球差、波像差以及轴上点的弥散斑优于胶合透镜,同时光学传递函数指标提高,接近衍射极限。     

红外热成像鱼眼镜头设计中若干特殊问题的处理

提出鱼眼镜头光阑球差的级数表达式及其基于有限差分的近似计算方法,解决了通常的光阑倒追方法面临的难题;讨论孔径光阑与入瞳的特殊"共轭"关系,分析了光阑彗差和像差渐晕;运用Aitkin插值技术填补"溢出"光线在像面上的落点,以保证像质函数定义的一致性,维持自动优化持续进展,从而克服频繁的光线"溢出"造成的严重困难;提出充分利用像差渐晕改善像面照度均匀性的方法;论述标定轴外光束边界的逐次渐近过程和运用入瞳距离变量实现孔径光阑位置全域优化的技术.