基于粒子群算法的椭偏法测量数据反演

为解决椭偏法测量薄膜厚度和折射率实验数据处理较为复杂的问题,采用一种新的基于群体智能的优化算法—粒子群算法处理实验数据.以单层吸收薄膜的测量为例,利用该算法进行数据处理.实验结果表明,三个薄膜参数(折射率n,消光系数k和薄膜厚度d)可以同时获得,而且在未知参数确切范围情况下,大范围内进行搜索仍然能保证快速收敛到最优解.文中算法和遗传模拟退火算法以及利用椭偏仪数据处理软件得出的结果相比较,表明该算法计算精度高,收敛速度快.     

烟尘监测仪

中国空间技术研究院研制开发的TR-ⅡC型烟尘连续测量仪器．利用光透射法（衰减法）来测量锅炉烟道中的烟尘浓度。当一定波长的平行光穿过含尘气流时．由于烟尘对光的散射．使透射光发生衰减．透射光衰减的程度与炯尘浓度符合朗伯-比尔定律．通过确定吸收系数K值就能计算出烟尘的浓度．     

采用DDA方法分析非球形粒子辐射特性

利用离散偶极子近似法(DDA)计算了三种几何形状、不同尺度参数、不同复折射率的非球形粒子随机取向时的衰减因子、反照率和散射相函数等辐射特性参数,并与等体积球形粒子进行了比较.分析结果表明:非球形粒子的辐射特性与等效球形粒子的辐射特性存在着差别,这种差别随着粒子的形状、尺度参数和复折射率等参数的变化而变化,并且具有一定的规律,同时存在一个临界尺度参数,此时非球形粒子与等效球形粒子的辐射特性差别可忽略不计.     

椭偏法光学材料折射率测量精度分析

为了实现光学材料参数高精度测量与初步检测材料快速进行.基于对椭偏法测量光学材料折射率的原理,对实验仪器的选取和实验过程进行设计,得出实验数据,对实验中的光强强度变化误差、入射角精度、起偏器和检偏器转动误差等方面进行分析.结果表明:该实验在实验仪器选取和测角精度上改进,使折射率测量误差达到1×10~(-4),实现了光学参数的低成本,高精度检测.     

基于积分球的浊度测量

积分球式浊度测量法结合了透射和散射两种方法的优点,具有较高的灵敏度.本文分析了透射式、散射式和积分球式三种测量原理,介绍了基于积分球的浊度测量系统的光源及探测器的选择.     

椭偏参数测量误差对薄膜参数测试精度的影响

为了分析透明均匀介质膜的椭偏方程中所隐含的椭偏参数和薄膜参数（膜厚、折射率）之间的误差关系,提出基于误差传递公式和反函数组定理,通过求出椭偏参数对薄膜参数的偏导在名义膜厚和名义折射率处的值来反求后者对前者的偏导值,进而绘出不同入射角下膜厚和折射率误差与椭偏参数测量误差之间的关系曲线的方法.该法所得结果表明,椭偏参数测量误差导致的膜厚误差和折射率误差并非在同一入射角下达到最小;它们最小时所分别对应的最佳入射角随着入射光波长、薄膜名义膜厚、名义折射率和基片折射率变化而变化;若以各自最佳入射角时所对应测得的膜厚和折射率作为薄膜参数测试值,则能有效提高测量精度.该结论与在激光椭偏仪上的实际测量结果相符.文中方法对分析其他超越方程中多个变量之间的误差关系以及各变量值的优化选取有一定参考价值.     

基于压缩因子粒子群的组合排样的研究

针对服装行业排样问题,提出了一种基于压缩因子粒子群的组合排样方法.该方法首先对样片进行预处理,接着通过k-means动态聚类样片,得到具有相似特征的同类样片,再将同类样片进行有选择性的组合,得到组合样片.然后提取利用率高于单个样片的组合样片的外轮廓,将其作为最终排样样片.最后结合有较强的搜索能力的压缩因子粒子群算法进行排样,从而实现服装样片的优化排样.实验表明:所提的组合排样方法能有效提高排样的效率和减少排样所需的时间.     

单层薄膜的五次多项式椭偏方程的数值分析

采用椭偏法测试的单层均匀透射薄膜的介电常数满足一个五阶多项式方程,来求解 薄膜的折射率和厚度,并且进行了详细的计算和讨论。椭偏仪的测量精度除了与它本身的结构参数以及读数精度有关外,还与被测系统本身有关,精度还取决于衬底的折射率ｎ２,Ψ和Δ的区域及入射角。采用此方法编程可以既快又精确地计算出薄膜的折射率和厚度,取得了令人满意的结果。     

ZnFe_2O_4纳米粒子磁共振成像性能研究

采用多元醇法制备了粒径约为6nm的ZnFe2O4纳米粒子,通过表面修饰得到了稳定的ZnFe2O4纳米粒子水相分散液。用X-射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、磁性能测量系统(MPMS)、磁共振分析仪等手段对样品进行表征。结果表明,所制备纳米粒子磁共振成像性能良好。     

烟尘气溶胶光散射特性的数值模拟研究

为研究光在烟尘气溶胶介质中的传输特性,通过Mie散射算法对单个烟尘颗粒的光学参数(单次反照率、不对称因子等)进行了数值计算.基于辐射输运理论,采用蒙特卡罗法模拟了光在烟尘气溶胶介质中的传输过程,分析研究了在不同颗粒粒径、入射波长以及粒子数密度条件下,入射光通过烟尘气溶胶介质的透射率随光学厚度以及散射光强随散射角的变化规律.研究结果表明:入射波长增大,烟尘颗粒的散射能力减弱,通过烟尘气溶胶介质的光强透射率增大;烟尘颗粒粒径增大,烟尘颗粒的散射能力增强,通过烟尘气溶胶介质的光强透射率减小,且当烟尘颗粒粒径较大(如1μm)时,烟尘颗粒的光学特性变化平缓.     

分形碳烟粒子的散射特性研究

基于分形的基本概念,模拟了自然界中由燃烧过程所产生的碳烟粒子的分形结构．并结合研究多体散射问题的T矩阵方法以及矢量球谐函数的加法定理,计算了结构不同、组成体系粒子数目不同碳烟粒子体系的线性极化度以及电磁散射强度特性．计算结果显示体系散射矩阵的角分布与其结构特征紧密相关．对粒子数目相同,结构不同的分形粒子其前向散射强度几近相同;但对组成结构相同粒子总数不同的粒子体系,其前向散射强度却可以加以分辨．     

含各向异性散射粒子的平板状半透明介质层发射特性

用蒙特卡罗（Monte－Carlo）法研究了含粒子平板状半透明等温介质层的发射特性．在辐射能传递的模拟计算中,考虑了半透明表面的折射和镜反射作用及稀相粒子系的各向异性散射效应．给出了介质层温度、介质折射率和粒子直径不同时的介质层半球发射率和方向发射率分布,并通过分析粒子直径和介质折射率对粒子系衰减系数及反照率的影响解释了介质层半球和方向发射率随粒子直径和介质折射率的变化规律．     

A Transmission Method for the Determination of the Radiation Properties of Small Ash Particles

ＡＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＲａｄｉａｔｉｏｎＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳｍａｌｌＡｓｈＰａｒｔｉｃｌｅｓ￥（阮立明）（余其铮）（谈和平）ＲＵＡＮＬｉｍｉｎｇ；ＹＵＱｉｚｈｅｎｇ；ＴＡＮＨｅｐｉ...     

半空间方法在检测基片镶嵌缺陷粒子中的应用

为了更好地诊断出基片无损检测工作中缺陷粒子姿态的详细信息,使用三波技术给出了半空间问题相应的连接边界条件,利用互易性定理简化近远场外推中的场变换过程,给出了一种有效的计算基片与镶嵌缺陷粒子散射方法．在数值计算中与矩量法（MOM）进行了比较,得到了P偏振和s偏振下镶嵌Cu和SiO2球体缺陷粒子的微分散射截面和电场分布．研究结果表明：介质缺陷的微分散射截面的值小于同条件下金属缺陷粒子的值．在应用中可通过分析P偏振场值分布特点反演缺陷特征值．     

基于时域激光诱导辐射确定湍流火焰烟黑粒径

对非稳态丙烷湍流火焰中的烟黑粒径进行在线测量.高能脉冲激光直接照射火焰中的烟黑微粒,其受热辐射光谱信号由光电倍增管检测.为降低信号噪音,采用分段平均方法拟合获得烟黑等亚微米量级固体颗粒粒径.所得结果与透射电镜测量结果吻合.通过统计多个激光脉冲下颗粒各粒径值,获得了不同空燃比下丙烷湍流火焰中烟黑粒径分布的变化规律.本方法为非稳态燃烧过程中可吸入颗粒物尺寸分布提供了一种有效的在线监测手段．     

相对折射率对于颗粒尺寸测量结果的影响分析

根据Mie光散射理论,如果颗粒的尺寸(或分布)保持不变,那么由颗粒的不同相对折射率就可以得到不同的散射光能量分布。因此,颗粒尺寸测量仪的测量结果将受到被测颗粒的相对折射率的影响。本文将从理论计算和实验结果两个方面来分析被测颗粒的相对折射率对测量结果的影响。     

Preparation of Non-spherical Colloidal Silica Nanoparticle and Its Application on Chemical Mechanical Polishing of Sapphire

Non-spherical colloidal silica nanoparticle was prepared by a simple new method, and its particle size distribution and shape morphology were characterized by dynamic light scattering(DLS) and the Focus Ion Beam(FIB) system. This kind of novel colloidal silica particles can be well used in chemical mechanical polishing(CMP) of sapphire wafer surface. And the polishing test proves that non-spherical colloidal silica slurry shows much higher material removal rate(MRR) with higher coefficient of friction(COF) when compared to traditional large spherical colloidal silica slurry with particle size 80 nm by DLS. Besides, sapphire wafer polished by non-spherical abrasive also has a good surface roughness of 0.460 6 nm. Therefore, non-spherical colloidal silica has shown great potential in the CMP field because of its higher MRR and better surface roughness.     

基于P_n近似方法的消防水幕辐射传输模拟分析

水幕系统对火焰辐射衰减问题包含了气体、水滴粒子、不完全燃烧产生的炭黑粒子等吸收、散射以及液滴蒸发吸热等过程。针对此问题,本文首先采用Mie散射理论与有效介质理论相结合,建立了水滴粒子以及炭黑掺杂混合液滴的吸收散射特性参数计算模型;在此基础上,考虑燃气辐射吸收作用,采用球谐函数法构造了多层半透明水幕介质的辐射传输计算模型。利用该模型分析了载液量、液滴粒径、水滴蒸发、粒子混合等因素对辐射衰减能力的影响。     

Study on optical constants inversion and infrared transmission characteristics of aerosol particles

Based on the experimental infrared spectral transmittances,an inverse model has been developed to determine the optical constants of the aerosol particles (SiO2 and Al2O3).Combined with the Mie theory and Kramers-Kronig (K-K) relations,the complex refractive indices of the SiO2 and Al2O3 particles are retrieved.The effects of the measurement errors on the inverse results are also investigated.With the optical constants inversed from the experiment,the discrete ordinate method (DOM) is used to calculate the infrared transmission characteristics of the aerosol particle cloud.Considering the multi-scattering and self-emission of the particles,the equivalent transmittance ratio (ETR) is suggested to evaluate the infrared transmission characteristics of the aerosol particles.Particular attention is given to analyze the effects of the volume fraction and diameters on infrared transmission characteristics.When the volume fraction is larger than 0.001,the particle diameter has little effect on the infrared transmission characteristics.For the uniform monodisperse particles in the detection waveband range of 3-5 μm and 8-12 μm,there exists a critical diameter where the ETR reaches the minimum value.In addition,the ETR of 3-5 μm is smaller than that of 8-12 μm with the same volume fraction and particle diameter.     

Experimental Investigations on the Influence of Assumptions in Soot Volume Fraction Measurement by TPD Method

This paper investigated the influence of assumptions in soot volume fr action measurement by thermocouple particle densitometry (TPD) method in laminar nonpremixed ethylene/air diffusion flame. TPD method is based on an extension o f the theoretical treatment of Eisner and Rosner, who assumed that the particle deposition to a cold surface immersed in a flame is dominated by thermophoresis. They developed a formulation for the soot particle mass flux to thermocouple be ad to infer soot volume fraction by ins...