微结构显微光学无损检测方法（特邀）

微纳尺度的微结构可调制光场,提高传感器的灵敏度,是新一代功能器件或传感器件中广泛使用的重要结构特征。包含微细加工在内的先进制造技术的快速发展,对多种型式微纳尺度微结构的无损测量技术提出了紧迫的需求。本文从多维视角论述了国内外行业发展中出现的微结构种类、型式,围绕具有高精度无损检测特质的光学显微技术,阐述了国内外仍在继续发展的微结构无损检测四种主流方法,分析了这些方法的技术特点、适用对象,给出了典型样品的检测结果,其中部分结果是首次发表。结果表明,暗场显微机器视觉法,是振幅型颗粒、凹坑、划痕等有害微结构的有效检测方法,可以实现大尺度样品的快速检测;共焦显微成像和低相干显微干涉法是“相位”型微结构的最佳检测方法,可以得到微结构的三维形貌;光谱反演-过焦扫描法与近红外显微干涉法,是应高深宽比微结构无损检测需求而发展起来的新方法,前者可以快速测得线宽和深度,后者可以测得物镜视场范围内高深宽比微结构的三维形貌,二者可以相互验证与补充。     

异烟肼-烟酰胺-丁二酸三元共晶的振动光谱检测与分析

药物共晶是指将活性药物成分(API)与共晶形成物以非共价键的形式组合在一起,形成具有特殊晶胞结构的晶体。共晶可以在不改变API药理性质的情况下有效改善其理化性质,近年来被大量报道。三元共晶指由三种组分构成的晶体,相较于传统的二元共晶,三种组分形成的结构更加复杂,分子间的氢键形式更加多样,合成和分析的难度都大大提高。采用溶剂蒸发法制备了异烟肼-烟酰胺-丁二酸三元共晶,并通过太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对其进行定性分析,证实了可以通过此种方法制备共晶。同时为研究共晶中的氢键合成元形式,结合密度泛函理论(DFT)对共晶中可能的氢键形式进行了模拟,模拟结果与实验结果较为吻合。在此基础上,对三元共晶的氢键合成元形式和振动模式进行了分析。     

关于学校篮球场表面覆盖材料的研究

研究目的 :由于我校篮球场准备进行改造 ,考虑到篮球是学生较为喜欢的日常体育活动 ,篮球场表面覆盖对学生的运动质量、运动安全等有较大关系 ,同时也考虑到覆盖颜色与学校整体特色相融合和价格问题 ,特在以上几方面进行分析研究 ,并提出相应结论 ,供学校领导决策参考 .本研究结果也适用于我校对室外排球、网球等场地的改造 .方案设计 :利用CBR探头和TI计算器 ,研究篮球在各种覆盖材料上的反弹衰减情况以及运动鞋在各种覆盖材料上的摩擦情况 ,并给出相应结论 .常见的室外篮球场表面覆盖材料有塑胶地坪、沥青 (混合石子 )表面、橡胶、磨石…     

白光显微干涉测量曲面样品形貌误差的校正方法

白光显微干涉术在平面阶跃型结构的形貌测量中具有显著优势。但在测量斜率变化的曲面样品时,由于物镜数值孔径的限制,样品表面反射光随着斜率的增大而减弱,干涉信号对比度降低,导致形貌测量结果的误差增大。基于表面传递函数（surface transfer function, STF）计算得到的逆滤波器可用于校正曲面样品的形貌测量误差,但现有方法的逆滤波器增益受限,无法有效提升频谱中的高频信号,对最大可测量斜率的提升有限。针对该问题,提取由白光干涉仪特性参数计算获得的虚拟STF的模作为振幅增益函数,由干涉图傅里叶变换得到的实测STF的相位作为相位补偿函数,形成虚实融合型逆滤波器,据此实现白光干涉仪曲面形貌测量误差的校正。应用该方法校正微球的形貌测量结果,校正后最大可测量斜率从8.09°提升到21.20°,均方根误差从0.545 5μm降低至0.175 9μm,实现了提升曲面样品的最大可测量斜率和减小测量误差的目的,有效提升了仪器针对曲面样品的测量范围。     

用于铁电体复杂畴结构模拟的布朗方程

铁电材料在室温下具有可以在外加电场作用下改变方向的自发极化,不同方向的极化在材料内部形成畴结构,会对其物理特性和实际应用具有显著影响.本文将最初用于微磁模拟的布朗方程引入铁电材料的大尺度模拟中,研究其中可能出现的重要畴结构.在以有效哈密顿量方法为基础推导出铁电材料中关于电偶极子的布朗方程后,以BaTiO₃,PbTiO₃块体和SrTiO₃/PbTiO₃/SrTiO₃夹心结构等钙钛矿铁电材料为研究对象,验证了布朗方程的有效性并讨论了其中的多种畴结构,如周期性条带状畴、涡旋型拓扑畴结构等,并与相关实验结果进行了对比分析.     

波长锁定激光二极管共振泵浦Nd:YVO_4晶体连续波自拉曼激光器的设计与研究

对波长锁定878.9 nm的激光二极管共振泵浦Nd:YVO_4晶体的全固态连续波自拉曼激光器进行了理论研究.考虑了激光晶体在共振泵浦时的热透镜效应,采用ABCD传输矩阵法和等效G参数法,计算了当采用不同曲率半径输出镜时腔内振荡激光的腔模参数,通过比较抽运光与振荡激光模式匹配的情况和拉曼晶体中基频光功率密度的大小,分析了不同腔结构对拉曼激光输出功率的影响,给出了实验结果的理论解释,并进一步优化设计了谐振腔结构.最终获得了5.3 W的高功率1175 nm连续拉曼激光输出,光光转换效率达到20%.     

异烟酰胺-戊二酸-吡嗪酰胺三元共晶的太赫兹光谱和DFT计算

三元共晶是在二元共晶的基础上发展的一种新型共晶设计策略，可以在不影响药物固有生物活性和相应药理活性的情况下改善药物的理化性质，因此三元共晶在药物研究和开发方面具有巨大的潜力。由于三元共晶会涉及三种不同分子的复杂组装，其复杂程度随着参与药物共晶的分子种类和数量的增加而增加，潜在的共晶氢键结合位点数量也随之增加，所以很难获得特定的三元共晶，关于特定三元共晶系统的微观分子结构方面的报道也很少。为了理解三元共晶结构的氢键形式，通过检测手段获取三元共晶体系中相关二元及三元共晶的分子结构信息对了解三元药物共晶的复杂形成过程尤为重要。采用机械研磨方法成功地合成了异烟酰胺-戊二酸、吡嗪酰胺-戊二酸二元共晶和异烟酰胺-戊二酸-吡嗪酰胺三元共晶，通过太赫兹时域光谱(THz-TDS)和密度泛函理论(DFT)计算对二元共晶和三元共晶结构进行研究。太赫兹光谱实验结果表明，二元和三元共晶都显示出各自独特的光谱特征。晶体结构分析表明异烟酰胺-戊二酸-吡嗪酰胺三元共晶结构中戊二酸一侧羧基中的羟基与异烟酰胺中的吡啶N形成羧基-吡啶N氢键异合成元，而异烟酰胺中的酰胺与吡嗪酰胺中的酰胺形成酰胺-酰胺氢键同合成元。最后，将D...