高精度的光纤衰减系数测试系统的设计

利用常规仪器设备，设计了一套集光、机、电为一体的光纤衰减测量,实现了数字化监测显示，并可与微机接口；采用双光路法，消除了由于光源光强不稳定产生的误差。     

基于CIC的数字正交锁相放大器的甲烷检测实验研究

针对甲烷在大气中背景气体成分复杂、检测难度大、稳定性差等问题,本文基于可调谐二极管激光吸收光谱技术和波长调制光谱技术,将积分梳状滤波器与有限脉冲响应滤波器相结合应用于数字正交锁相放大器,开展大气中甲烷气体的痕量检测实验研究.实验表明,与传统的数字正交锁相放大器相比较,改进的数字正交锁相放大器提取的二次谐波信号的信噪比从...     

机抖激光陀螺的磁电拾振技术

经分析指出,磁电拾振技术应用在机抖激光陀螺抖动反馈方案中,其工作原理属于速度型传感器,直接反映抖动偏频量。给出了磁电拾振器的误差因素和结构特点,并测试了磁电拾振器方案与压电陶瓷反馈方案的输出特性。对同一机抖陀螺分别使用以上两种抖动反馈方案;在静态测试零偏稳定性、抗振动和冲击能力中,前者皆好于后者。研究表明磁电拾振方案比压电陶瓷反馈或光电反馈方案更适合作为抖动反馈。     

基于荧光猝灭的光纤DNA传感器的构建及其性能研究

以钌(Ⅱ)多吡啶配合物[Ru(bipy)2DAFND](Cl O4)2(Ru-DAFND,bipy=2,2'-联吡啶,DAFND=4,5-二氮杂芴-9-对硝基苯腙)为指示剂,采用锁相放大技术构建了基于荧光猝灭原理的光纤DNA传感器,研究了传感器的性能。以p H 7.1的Tris缓冲溶液为介质,在2.6×10-8~5.4×10-6mol/L范围,ct DNA浓度与传感器光学敏感膜的相对滞后相移(Δφ)有较好的线性关系,检出限为8.4×10-9mol/L,响应时间为70 s。通过研究溶液p H值和干扰物对传感器性能的影响,表明该传感系统具有较好的重复性和稳定性。     

机抖激光陀螺随机噪声注入方法研究

机抖激光陀螺通过在抖动驱动信号中注入一定强度的随机噪声来消除动态闭锁误差.为了适应机抖激光陀螺小型化和其控制电路数字化的发展,设计了在以抖动驱动信号采用方波形式的基础上,其随机噪声的注入采取了应用寄存器产生的伪随机噪声-m序列按照对方波占空比进行调制的方式,并建立了抖动机构的数学模型,应用所建立的模型通过Matlab中的Simulink进行了仿真.依照随机噪声注入效率的计算方法,文中采用的方式其噪声注入效率要高于以往采用的应用高斯白噪声对交变正弦波驱动信号进行幅值调制的方式,对此进行了实验验证,证明这种随机噪声注入方式效果良好.     

熔融织构YBa2Cu3O7-δ晶体中磁通涡旋锁定转变反常行为研究

通过改变磁场与c轴方向夹角测量了熔融织构YBa₂Cu₃O_7-δ (YBCO)晶体的磁力矩信号响应, 观察到了磁通涡旋系统的锁定(lock-in)转变行为以及锁定转变角正比于外磁场强度的反常现象. 基于Ginzburg-Landau理论和磁通涡旋线Kink结构模型, 对上述锁定转变反常现象进行了分析讨论, 提出了熔融织构YBCO晶体中存在平行于a-b面的延展性关联缺陷结构假设, 导出了锁定转变临界角与温度和磁场之间的关系, 理论分析模型结果与实验测量结果基本符合.     

太赫兹微弱信号检测系统噪声处理方法研究

为了能够量化物体太赫兹辐射的大小,对黑体辐射中的太赫兹信号进行测量,使测量系统处于真空状态下,并且使用液氮制冷来屏蔽外界杂散辐射。黑体辐射的太赫兹信号由卡塞格林系统聚焦于探测器上。探测器的输出信号用锁相放大器进一步处理,并观察不同时间常数下锁相放大器的输出信号。实验结果表明:当黑体温度为323 k时,实验装置使用液氮制冷前后的测量结果有所不同,前后相差约3 v左右。时间常数对输出结果影响也很大,实验使用3 s比较合适。由于噪声来源复杂、噪声水平很高,黑体在太赫兹波段辐射能量极为微弱,所以系统对温度分辨率要求不是很高。     

离体龋齿的光热锁相成像检测试验

牙齿龋损是人类一种广泛存在的口腔疾病,如何能够尽早的发现早期龋齿,对患者牙齿龋损的预防与治疗具有重要意义。介绍了基于光热效应的光热锁相热成像技术,光热锁相热成像技术具有无损伤、高效率及探测面积大等优势被广泛应用于各类材料的无损检测。基于光热锁相热成像技术原理对人为模拟龋损的人类离体牙齿组织进行成像检测试验研究。首先开展了对不同模拟龋损位置离体牙齿的光热锁相成像试验,采用防酸指甲油对牙齿组织测试面进行开窗受控龋损(开窗大小为5 mm×5 mm),其中模拟龋损部位分别选择在牙齿组织的邻接面及牙颌面。试验结果显示,牙齿组织模拟龋损位置热波幅值增大,相位滞后增大且光热锁相成像的幅值图与相位图与X射线成像相比对模拟龋损部位表现出高敏感及高特异性;光热锁相成像技术对邻接面龋损比牙颌面龋损具有较高特异性。其次开展了对平滑面牙齿组织样本的多天(0,1,2,4及6 d)模拟龋损光热锁相成像跟踪试验研究,牙齿组织龋损程度采用X射线方法进行量化。试验结果表明,当龋损时间小于6 d时,X射线方法无法对龋损位置进行有效识别,而采用光热锁相热成像技术检测模拟龋损1 d的牙齿组织时,幅值差为3.82,相位差为10.57°,证明光热锁相热成像方法对牙齿组织龋损具有较高敏感性。提取的光热锁相成像幅值与相位与龋损时间具有良好的相关性。     

基于CPLD高精度恒流源技术的呼吸体积描记系统的设计

利用呼吸感应体积描记(RIP)技术测量呼吸参数已得到了越来越广泛的认可,针对人体呼吸运动引起传感线圈的电感量变化非常小(小于几百nH),一般系统难以保证精确性和适用性问题;硬件设计采用了高精度恒流源,锁相放大和自动增益控制放大电路,并详细分析了各部分电路的特性,包括在平静呼吸和用力呼吸模式下分别对14位测试者测量潮气量和呼吸频率,并且与德国耶格公司的肺功能仪所测量的结果对比;实验证明RIP系统在这两种模式下测量潮气量和呼吸频率等呼吸参数与速度描记仪存在显著的正相关关系,说明该系统工作良好、测量精确,操作简单、便于携带和低功耗,未来可以在临床上推广应用于长时间动态的呼吸监测。     

Low-limit photo-acoustic detection of solid RDX and TNT explosives with carbon dioxide laser

We report the absorption spectra of RDX and TNT explosive samples in solid form at room temperature using a carbon dioxide laser-based photo-acoustic technique. A continuous wave ¹²C¹⁶O₂ laser, tunable between the 9.25–10.74 μm wavelength region, was used as an energy source. Interference-free limits of detection of solid RDX and TNT in simulated samples are estimated to be 10.0 and 16.5 ppbw, respectively. Published in Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 73, No. 1, pp. 113–118, January–February, 2006.