光子扫描隧道显微镜的关键问题及实验研究

光子扫描隧道显微镜（ＰＳＴＭ）是一种高分辨率的扫描探针式显微镜。本在简略地介绍了ＰＳＴＭ的工作原理及实用系统的基础上，着重讨论了光纤探针的制备和扫描偏移、耦合误差的定理计算这两具关键技术问题，提出了一种分析扫描偏移及耦合误差的理论计算方法，并由此推导出计算公式，应用自行研制的ＰＳＴＭ系统、成功地对光栅、鱼鳞片等样品显微成象并作了分析，图象的质量和分辨率达到了较好的水平。     

光子扫描隧道显微镜的超衍射分辨的光子理论假说

光子扫描隧道显微镜（ＰｈｏｔｏｎＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，简称ＰＳＴＭ）的发明是在近场光学理论、全内反射理论、光纤技术、高灵敏度光电探测技术和计算机等获得重大进展的基础之上取得的，最近的研究结果表明其ＰＳＴＭ已实现１～３ｎｍ的超衍射极限的分辨率，如何解释ＰＳＴＭ能够获得如此高的超衍射极限分辨率？ＰＳＴＭ能获得的超衍射极限分辨率会是多少？本文提出一种关于ＰＳＴＭ的光子理论假说，这个假说是基于下面两个基本定律：１．光子不只是携带能量和光学信息的载体，也是具有一定空间尺寸的基本粒子２．当光子发生反射、折射、散射等时，仅改变它所携带的能量和光学信息，它的粒子尺寸并不改变，即ｐｈｏｔｏ＝常数．将上面两个基本定律应用于ＰＳＴＭ时，所谓“消逝场（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔｆｉｅｌｄ）”实际上乃是弱光子分布场，探测光纤尖端尺寸实际上相当于一个“门”，它控制着进入光纤的光子数量，通过一些计算，可获得如下几个结论：１．在ＰＳＴＭ的探测系统足够灵敏的条件下，探测光纤尖端的直径Ｄ和近场探测间距Ｚ是决定ＰＳＴＭ超级射分辨率的两个最重要的因索．２．ＰＳＴＭ分辨极限将产生在Ｄ＝ｐｈｏｔｏｎ和Ｚ＝ｐｈｏｔｏｎ．３Ｐ     

高铬钢碳化物晶内缺陷的STM及FFT分析

用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）观察了Ｃｒ１２合金中（ＣｒＦｅ）７Ｃ３碳化物的精细结构，证实其晶粒内部存在层错亚结构；并发现同一晶粒内存在几个沿不同位向排列的平行层错群，不同平行群间呈约９０°夹角。ＳＴＭ图象的快速Ｆｏｕｒｉｅｒ变换（ＦＦＴ）及逆变换（ＩＦＦＴ）结果表明，层错排列具有一定周期性。实验测得层错面间距为 ５０ ｎｍ。     

STM式三维nm级轮廓仪的研究

基于ＳＴＭ式三维ｎｍ级轮廓仪的检测原理、检测系统，研究了与其相关的检测技术．该轮廓仪可直接测量较大工件，扫描范围为１４０μｍ×１４０μｍ，分辨率达ｎｍ级．最后对工作台扫描非线性及扫描控制技术进行讨论，并利用多项式拟合法补偿工作台扫描的非线性误差，进而提出了一种平滑反馈扫描技术．     

隧道人工冻土帷幕边界雷达探测试验分析

在分析冻结法施工过程中冻土帷幕边界的传统判定方法优缺点，以及比较冻结土体与天然土体电性差异的基础上，结合上海复兴东路隧道联络通道的施工，开展了采用探地雷达方法对人工冻土帷幕边界进行判定的试验．通过正演模型试验了解了冻土边界的雷达反射波波形、振幅及相位特征；对实测雷达剖面进行非线性滤波处理，以消除隧道内的电磁干扰，并通过追踪同相轴判定冻土边界．雷达剖面解释结果与由测温孔监测资料推算出的温度场分布所反映的冻土边界能够较好地吻合，可以弥补测温法中测温孔数量少、元件损伤而导致数据丢失的缺陷．     

自锚式悬索桥施工过程模拟分析

基于UL列式的虚功增量方程,推导出了适用于悬索桥缆索几何非线性分析的两节点悬链线索单元,并在此基础上,提出了一套模拟自锚式悬索桥施工全过程的精细迭代算法.以佛山市平胜大桥独塔自锚式悬索桥(主跨350 m)为例,对加劲梁的施工拟采用2种模拟方法,方法1为“等效集中力法”,即把加劲梁的重量等化为集中力作用在主缆上,而方法2则是考虑加劲梁的重量由主缆和加劲梁共同承担.应用自编程序,分别对其进行了施工过程的模拟计算,得到了各自的鞍座及索夹偏位、主缆初始线形等架设参数以及一期恒载、二期恒载状态下的结构几何形状及内力.通过对2种施工模拟方法的比较分析得出,方法1具有较好的可行性.     

浅埋富水地段隧道施工技术

长岭隧道通过苦荞溪浅埋富水地段,隧道埋深浅,最小埋深不足12m。为保证施工安全,该段隧道开挖前对地表进行加固,同时配合超前地质预报,按照“短进尺、弱爆破、强支护”的施工原则,确保了施工安全。     

公路隧道火灾自动报警探测器技术的选择

公路隧道地形复杂,交通量大,一旦发生火灾将产生极大的危害性。所以其火灾自动报警系统设计必须做到可靠、先进并具有集成性和可扩展性的特点。介绍了目前公路隧道内较常用及成熟的火灾探测报警技术原理,并分析了各种技术的优势和弊端。     

71206运输巷过1号断层的方法

通过对断层下盘巷道顶板围岩的受力分析,解决了煤巷掘进过大断层的巷道支护问题;通过对下部废巷道对应的楔形体的受力分析,解决了下部废弃巷道对上部巷道底板的影响问题。     

软弱围岩隧道施工体会及漏顶的处理技术——以汪家冲隧道为例

在隧道施工中，常规地质条件技术的研究和开发对于较好围岩已设计了标准支护型式，而对围岩强度比较小的低强度围岩的标准支护型式还是需要进一步研究的课题。在汪家冲隧道中，隧道的浅埋偏压段围岩白稳能力较差，容易出现漏顶现象，需要对施工中可能出现的漏顶的处理技术进行深入的研究。