高精度光谱辐射计测量超低光谱透过率

设计并研制了一种基于光栅双单色仪的高精度全自动单光束光谱辐射计。该仪器主要由高稳定氙灯、带有快门的单光阑屏、石英透镜、中性减光片、紫外光栅双单色仪、光电探测器及电控系统组成,测量光谱范围为200~400 nm, 可以实现10^-6~10^-8量级光谱透过率高精度测量,测量过程由自行编制的计算机软件进行自动控制,能实现全自动单光束测量。给出了该仪器的测量原理、测量方法及数据处理方法。利用该仪器测量了紫外滤光片样品的光谱透过率,分析了测量不确定度。实验结果表明,该仪器测量精度高、速度快、测量合成标准不确定度＜3.16×10^-3,完全满足测量精度要求,可应用于对精度要求高的紫外滤光片光谱透过率的测量。     

模拟高能空间环境对光学材料在1050埃到3000埃之间紫外透过率的影响

在辐照前和第一次在1.0兆电子伏而第二次在2.0兆电子伏用10¹⁴电子/厘米²辐照之后从1050埃到3000埃范围测量了 LiF、MgF₂、CaF₂、BaF₂、Al₂O₃、和熔石英的透过率.当采用 Al₂O₃使熔石英,二氢化铵磷酸盐(ADP),方解石和 Corning 玻璃滤光片9—54和7—54屏蔽开直射电子束的时候,在2.0兆电子伏用10¹⁴电子/厘米²作了类似的测量.     

X2O3(X=B、Al、Ga)-K2O(ZnO)-Nb2O5系统玻璃生成及性质

用通常的玻璃熔融浇注或高温水淬火方法,研究了(B、Al、Ga)₂O₃-K₂O(ZnO)一Nb₂O₅系统玻璃生成能力。测定了有关玻璃的折射率、色散、密度及红外透过率等性质。实验结果表明:钾铌酸盐K(NbO₃)比锌铌酸盐Zn₂(Nb₂O₇)易形成玻璃;X₂O₃-K₂O-Nb₂O₅各系统均能形成玻璃。值得注意的是,X₂O₃含量低于30%mol(甚至可低达10%mol)时,仍然能生成玻璃。这时,Nb₂O₅含量按B³⁺、Al³⁺、Ga³⁺顺序而趋向增加(25-45%mol)。其中Al₂O₂和Ga₂O₃钾铌酸盐玻璃红外透过截止波长大于6μm;Nb₂O₅-B₂O₃-K₂O系统玻璃具有高色散、低折射率等性质,它们的密度与光性相近的其它玻璃相比又比较小。最后,根据玻璃结构参数、键参数、电负性与平均离子半径比的关系等计算结果,推断了Nb⁵⁺的配位数为四和六。Nb₂O₅在Nb₂O₅-X₂O₃-K₂O系统中赋存状态为偏铌酸盐。     

离子选择电极测定光学玻璃原料中微量氯

随着光学仪器工业的发展,要求光学玻璃具有高透明度和稳定性。玻璃中微量着色杂质Cr,Ee,Co,Ni,Mn及Cl^-,SO₄^2-等都会使玻璃着色和降低玻璃质量。因此,精密测定这些杂质在玻璃及原料中的含量,对制造高质量光学玻璃有重要意义。本文介绍用格兰图解法,测定光学玻璃原料中Cl^-的方法。     

稀土光学玻璃着色的研究

本文系统地测定了第一过渡金属(Fe,Co,Ni,Cu,Cr,Mn 等)离子和稀土(Ce,Pr,Nd,Sm 等)着色离子在 B₂O₃-BaO,B₂O₃-La₂O₃-BaO,B₂O₃-BaO-SiO₂,B₂O₃-BaO-SiO₂-La₂O₃及氟磷等系统玻璃中的吸收光谱。比较了各种着色离子对不同系统玻璃的着色情况。阐述了3d 轨道部分填充的过渡金属离子及具有4f 壳层受5s,5p 电子层屏蔽的 Ce,Pr,Nd,Sm 离子在玻璃中的着色机理。并讨论了玻璃生成体B^a+,si⁴⁺,P⁵⁺阳离子及网络外体离子 La³⁺,F^-对玻璃着色的影响。最后提出了稀土玻璃中稀土杂质含量的允许值。     

温度对玻璃折射率和光程长影响的实验测定

摘要用斐索干涉量度法测定了二十种 Corning 厂新光学玻璃在六个波长的光程长随着温度的变化.试样是带几秒劈度的抛光方块,放在双墙室内.温度用僚循的水和甘油混合物维持在—20℃到+80℃范围以内.观察仪器用 Gaertner 干涉仪修改、加监视头.用这监视头可以光电检测条纹,同时目观条纹.热膨胀用 Plummet—Hagy 高精度膨胀计测量,可以从光程测量中求得绝对折射率的温度系数.在玻璃温度下、对标准空气的折射率系数进一步用 Edién 方程归纳数据求得.折射率实验值作为温度函数和 Fortran 程序用曲线拟合,曲线斜率计算给出系数的即时值.拟合的平均差约为1.0×10^-6.绝对系数值的误差估计是±0.05×10^-6,给了一种玻璃的代表性数据、作为这工作可得结果的例证.     

30.4nm正入射成像系统滤光片的研究

多层膜反射镜在30.4nm正入射望远镜上是主要的反射元件,但是它在紫外、可见和近红外光波段也同样有很高的反射率,因此需要滤光片来消除这些长波辐射。选择合适的滤光片材料和膜层厚度对滤光片的性能起到重要的作用。本文根据原子散射因子,理论计算出几种材料波长和线性吸收系数之间的关系,确认铝是30.4 nm波段滤光片的最好材料;考虑到透过率和膜的强度的需要,确定了滤光片的膜层厚度。改进了现有的由Mcpherson 247掠入射软X射线-真空紫外单色仪和气体空心阴极光源组成的光谱测量装置,使其适合于透过率的测量,并且波长扫描精度为±0.17Å~±0.97Å,又用其对所制备的铝滤光片进行25.6 nm～1000 nm波段的透过率测量,测量结果显示它在30.4 nm 处的透过率为58.85%。为了比较全面地反映它的透过率情况,又测量了它在紫外、可见和近红外波段透过率,测量的透过率接近零,因此证明该滤光片满足30.4 nm成像系统的需要。     

多孔体坩埚生长氟化钙晶体

采用独特设计的多孔体坩埚和自行设计的晶体生长炉,在真空条件下,用Bridgman-Stockbarger法生长出了CaF₂光学晶体。在真空度低于3×10^-3 Pa,生长区中心轴温度梯度为1.8~2.5 ℃/mm,径向梯度＜0.5 ℃/mm,生长速率为3~4 mm/h,初退火降温速率控制在20 ℃/h以下的生长条件下,进行熔料、氟化去氧、均一化熔体、控速生长及初退火,一炉次生长了七根57 mm×190 mm的CaF₂光学晶体,并进行了性能分析。结果表明,生长出的晶体透带宽,从紫外190 nm到红外9 000 nm均有良好的透过率,190 nm处透过率可达81%,9 000 nm处透过率可达83%,单晶率可达80%,位错密度达30/mm²。使用本文提出的设备和工艺,提高了CaF₂晶体的单晶率,降低了使用损耗,可实现中小尺寸CaF₂晶体的规模化生产。     

铌硼酸盐玻璃熔体结构和性质的研究

本工作采用高温红外光谱,高温Raman光谱,高温偏光显微镜,以及原子径向分布函数,(RDF),DSC-7差热分析仪,粘度计等技术,研究了Nb₂O₅-B₂O₃-K₂O系统玻璃的高温熔体结构与性质。根据硼酸盐与铌硼酸盐玻璃高温熔体与常温玻璃结构的对比实验得出了在硼玻璃中,B^Ⅲ-O-B^Ⅳ为缺电子离域大σ键结合,并且,极不稳定。当向硼玻璃中引入Nb₂O₅,随着Nb₂O₅含量增加,将形成稳定的B^Ⅳ-O-Nb化学键,由于熔体中的环状结构逐渐增多,从而改善了玻璃的稳定性和各种机械性质。文章还论述了两类玻璃的析晶速度与其熔体结构和温度的相关性。     

铌硼酸盐玻璃分相与TiO2的作用

关于铌硼酸盐玻璃的分相。以前研究的很少,最近,我们采用SAXS、LAXS、RTEM等技术,研究了铌硼酸盐玻璃分相的结构和动力学特征。发现玻璃分相特征为成核——生长型,其分散相粒子长大过程服从于扩散控制机制;玻璃产生的SAXS散射强度表明在其母相与分散相粒子间的电子密度差是足够高的。这是因为分相后,分别形成了富B₂O₃和富Nb₂O₅的织构相所致。本文着重介绍了铌硼酸盐玻璃加入TiO₂后玻璃形成特点和光学常数变化规律,最后,依据实验结果讨论了玻璃中的Nb⁵⁺和Ti⁴⁺离子结构状态。     

一种光学玻璃折射率自动测量方法

本文研究了一种折射率自动测量方法。可对紫外、可见,红外光谱折射率作自动精密测量。在光源稳定情况下,可见光测量精度可达±3×10^-6。该方法以最小偏向角方法为依据,以外反射像引导接收器,使其自动跟踪至最小偏向角的精确位置,最后给出样品的折射率。整个测量系统采用微计算机完成自动控制、采集及处理。该方法还可进行角度自动测量。     

超薄铍膜漏率的测量

本实验采用质谱计比较法,并通过前置检漏提高检漏灵敏度的手段,在专门设计的实验装置土,对用于北京正负电子对撞机同步辐射X-射线光刻光束线上超薄铍膜（d=18μm）进行了漏率测量。计算表明漏率为10^-5Pa·m³/s量级,与国外进口铍膜试验报告上所给出的漏率数据一致。     

An ultrahigh vacuum device for measuring the conductivity of surface structures by a four-probe method based on a closed-cycle refrigerator

An ultrahigh vacuum device for measuring the conductivity of surface structures based on a closed-cycle refrigerator is described. The device allows measurements of the conductivity of surface atomic structures as a function of the temperature (in the range 22—300 K) and electric field. The circuit for conductivity measurements allows operation with contact resistances of up to 10¹⁰ Ω and currents as low as 10^-13A. The operation of the device is demonstrated by an example of measuring the conductivity of a clean reconstructed Si(111)7 - 7 surface.     

低背景辐射校准装置的光机特性

低背景辐射校准装置由多个舱室和黑体组成,其突出特点是模块式的结构和辐射的光学偏转.模块式结构使得校准装置可以工作于多种方式,如辐射源的校准、辐射探测设备的校准和辐射度的溯源.校准装置内的标准辐射,参考辐射和待测辐射由光学偏转方式进行同轴,使装置避免了大型导轨平台的使用.工作时,校准装置可以抽真空到1.33×10^-2 Pa.充液氮后,校准装置的背景温度低于80 K.这些特点使校准装置具有足够的能力进行-60～+80℃温度区间目标的光谱辐射度校准.     

Frequency weighting filter design for automotive ride comfort evaluation

Few study gives guidance to design weighting filters according to the frequency weighting factors,and the additional evaluation method of automotive ride comfort is not made good use of in some countries.Based on the regularities of the weighting factors,a method is proposed and the vertical and horizontal weighting filters are developed.The whole frequency range is divided several times into two parts with respective regularity.For each division,a parallel filter constituted by a low-and a high-pass filter with the same cutoff frequency and the quality factor is utilized to achieve section factors.The cascading of these parallel filters obtains entire factors.These filters own a high order.But,low order filters are preferred in some applications.The bilinear transformation method and the least P-norm optimal infinite impulse response(IIR) filter design method are employed to develop low order filters to approximate the weightings in the standard.In addition,with the window method,the linear phase finite impulse response(FIR) filter is designed to keep the signal from distorting and to obtain the staircase weighting.For the same case,the traditional method produces 0.330 7 m · s~(–2) weighted root mean square(r.m.s.) acceleration and the filtering method gives 0.311 9 m · s~(–2) r.m.s.The fourth order filter for approximation of vertical weighting obtains 0.313 9 m · s~(–2) r.m.s.Crest factors of the acceleration signal weighted by the weighting filter and the fourth order filter are 3.002 7 and 3.011 1,respectively.This paper proposes several methods to design frequency weighting filters for automotive ride comfort evaluation,and these developed weighting filters are effective.     

铁电液晶基空间光调制器的灰度响应特性

提出了一类以铁电液晶作光调制层的空间光调制器等效电路模型,对调制器的灰度响应特性进行了动态仿真研究,给出了驱动电压频率100 Hz~1 kHz和写入光强0~10 mW/cm²时调制器的强度转移特性曲线。结果表明,光寻址空间光调制器(OASLM)电光响应的上升时间随写入光强的增加而减少,写入光强由0.5 mW/cm²增加到10 mW/cm²,上升时间从1.44 ms减少为74 μs。写入光强存在使输出光强随之(准)线性增加的范围,调制器工作在该范围内即可显示不同灰度;强度转移特性对电压频率十分敏感,调节频率可对调制器的工作范围及灰度区内强度转移特性曲线的斜率等进行控制,频率由100 Hz增加到1 kHz,工作范围由(0.08 mW/cm²,1 mW/cm²)改变为(2 mW/cm²,10 mW/cm²),同时线性段内强度转移特性曲线的斜率减小。另外,虽然擦除光对强度转移特性的影响很弱,但必须注入擦除光以抑制无写入光注入时的光响应和保证在新信息写入前擦除先前的信息。由该模型得到的仿真实验结果在趋势与量级上均与有关文献的实测结果相一致。     

微机械光读出红外成像阵列器件 机械特性对其性能的影响

研究了具有"双材料梁-微镜一体化"特征结构的光读出红外成像阵列器件的机械特性对其性能的影响。通过理论计算和ANSYS模拟,分析了器件的热-机械灵敏度,对器件的结构参数进行了优化,并得到其热-机械灵敏度为2.14×10^-3 rad/K;从器件的频率和阻尼特性出发,研究了器件的机械特性对热振动噪声和机械稳定性能的影响。研究结果表明:绝热梁断裂所需冲击载荷为8 945 g;器件的工作气压确定在50~200 Pa时,其热机械噪声和外界机械振动引起的噪声对器件性能的影响可忽略。该器件基本满足红外成像阵列器件的高灵敏度、低噪声的要求。     

制备空间光机结构件的高体份SiC/Al复合材料

采用无压浸渗复合新方法和自行研制的专用工艺设备,低成本地制备了用作空间光机结构件的高体份(55%~57%)SiC/Al复合材料大尺寸坯锭,并对其微观结构特征、基本的力学及热物理性能和断裂机制予以表征。此外,还通过线切割、电火花成型等特种加工手段将该种复合材料制造成反射镜背板、焦面板等一系列空间光机结构用典型样件。研究结果表明,该材料既有优异的结构承载功能(弹性模量213 GPa,而比模量则比铝合金、钛合金及钢高出近两倍),又有卓越的热控功能(其热膨胀系数比钛合金还要低,热导率接近纯铝,达到235 W/m·K),若以其替代钛合金用于空间光机结构可望获得显著的轻量化效果并降低热控负荷、改善热控效果。