基于蓝宝石光纤的黑体腔瞬态高温传感器设计

介绍了一种将接触式和非接触式相结合的蓝宝石光纤黑体腔瞬态高温高温传感器,从黑体腔制作和微光信号探测方面进行了详细分析,最后给出了实验结果.实验结果表明,由于采用新型光电探测器和膜层材料,大大提高了传感器的测温范围和信噪比.该高温传感器的测试范围上限大于2 000℃,响应时间小于100 ms,能够满足科研和工业生产中特殊环境下的温度测量.     

半锥光隙黑体腔

本文持黑体光壁腔观点,用几何光学方法模拟黑体,得一半锥光隙黑体腔。推导了黑体腔的设计公式,并给出一实用腔体的设计参数。     

计算机插值法模拟黑体腔温度分布

介绍了用计算机分段插值法模拟黑体腔温度度布的数学基础，利用此方法计算，模拟了两种黑体腔的温场分布，比较温度插值模拟值和用热电偶在该点的测量值表明，在黑体有效辐射面以内，模拟值和实测值之差在允许的测温误差范围之内。     

光纤高温传感器

本文报道的光纤高温传感器是由镀制在高温光纤端头的陶瓷膜黑体腔,高低温光纤传输系统和光电探测器组成。仪器经检定,测温范围为200～1200℃,可分辨温度优于0.6℃,空间分辨率约1.5厘米。     

测温用黑体腔的理论研究

从理论上探讨并建立了测温用黑体模型，并从实验上验证了该模型。该模型从根本上解决了测温发射率的处理问题，为内燃机中实时测温打下了基础。     

基于MSP430的瞬态高温传感器设计

介绍了一种将接触式和非接触式相结合的蓝宝石光纤黑体腔瞬态高温传感器.测试系统由蓝宝石光纤传感器、窄带滤光片、光电探测器、信号处理模块、MSP430、数据存储及处理软件组成,并从黑体腔形成和微光信号探测方面进行了分析.利用MSP430的控制能力实现智能化,并采用了USB接口与计算机通信.实验表明黑体腔在高温下具有稳定的性...     

基于FPGA的恶劣环境下瞬态高温存储测试系统

在航空、航天发动机、核工业和爆炸试验测试中,有许多研究对象需要测量的是高压、高冲击条件下的瞬态(<1ms)高温(2000℃～3000℃),其工作特点是温度高,变化快,且常为不可重复性过程,而且伴随着很强的电磁干扰,测量条件非常恶劣,技术难度很高。由于蓝宝石(A12O3)单晶物理化学性能稳定,机械强度好、硬度高、绝缘、耐腐蚀、折射率大,在0.3～4.0μm波段范围内透光性很好,拉伸强度2200MPa,熔点高达2045℃。为了解决传统测温方法的不足,本文采用了蓝宝石单晶光纤黑体腔温度传感器来采集前端温度,与FPGA精确控制下的低功耗、微体积的测试电路一起灌封在高强度耐高温壳体当中,它们所组成的存储测试系统成功地解决了恶劣环境下瞬态高温测试存在的大量问题。     

分离变量法的瞬态高温实验研究

分析了蓝宝石光纤温度传感器测试系统组成及工作原理,由于黑体腔膜层内外表面存在较大温差,使得该系统测出的被测物温度存在一定误差.为了解决这一问题,运用分离变量法从黑体腔内表面温度外推出黑体腔外表面温度,降低了测试对传感器的性能要求,实验验证了该方法的可行性,提高了蓝宝石光纤黑体腔温度传感器的测温精度.     

有限差分逼近法的瞬态高温外推实验研究

用蓝宝石光纤黑体腔温度传感器测温时,首先将黑体腔内表面发出的热辐射信号转换成电信号,再根据电信号得到被测物的温度值.严格地讲,这只是黑体腔内表面的温度,而非被测物的真实温度.为了弥补这一不足,分析了黑体腔膜层的导热规律,并建立了传热数学模型,用有限差分逼近法求解了数学模型,并推导出了黑体腔外表面的温度.实验结果表明,蓝...     

高温黑体空腔发射率有限元分析

基于有限元热分析方法,建立了不同形状的黑体空腔传感器模型,并对其腔体发射率进行求解,同时讨论了腔体开口、腔长、腔口与接收面之间的距离、材料自身的发射率等参数对腔体发射率的影响,通过对各种形状黑体空腔的发射率比较,得出最佳的黑体空腔设计方案.仿真结果表明,改变影响腔体几何结构的各参数时,黑体空腔腔体发射率也随之变化,当黑...     

基于热腔反射法测量黑体空腔发射率

黑体空腔的有效光谱发射率高精度评价是制约辐 射测温及光学辐射测量标准性能提升的瓶颈。本文 基于热腔反射法,建立了一种高精度测量黑体空腔有效光谱发射率的实验系统。通过比较测 量标准样品和 黑体空腔对双温光阑的光谱辐射亮度的反射,高精度获取黑体空腔的反射率,进而基于Kirc hhoff定律获 得发射率。利用该系统对于温度范围在30 ℃～80 ℃之间空腔的法向有效发射率开展了实验研究,结果表明 空腔法向发射率优于0.999,测量结果的统计 标准偏差优于0.016%。实验结果与Monte Carlo模拟结果的一致性优 于0.04%,验证了测量系统的可靠性。     

The measurement of responsivity of infrared photodetectors using a cavity blackbody

For the measurement of responsivity of an infrared photodetector, the most-used radiation source is a blackbody. In such a measurement system, distance between the blackbody, the photodetector and the aperture diameter are two parameters that contribute most measurement errors. In this work, we describe the configuration of our responsivity measurement system in great detail and present a method to calibrate the distance and aperture diameter. The core of this calibration method is to transfer d...     

冰点槽空腔黑体辐射源实验研究

使用铜圆柱圆锥形黑体辐射源空腔 ,F500型高精 密温度测温仪和TRTⅡ辐射温度计,搭建冰点槽黑体辐射源及性能测试系统,完成冰点黑体 辐射源空腔温度 的均匀性和稳定性实验。实验验证了冰点条件下黑体辐射源空腔用于红外辐射温度计校准, 利用冰点开展 量值传递的可行性。实验测得冰点槽黑体辐射源空腔温场环境稳定性在0.001min, 均匀性不超过 0.001℃,黑体辐射源空腔腔底稳定性为0.03min,均匀性优于0.024℃,验证了 在给定的气压条件下, 可利用基于冰点作为冰点槽黑体辐射源固定点,其性能良好,可用于红外辐射温度计在冰点 的稳定性测试和校准。     

外腔半导体激光器的设计与高次谐波稳频

首先讨论了半导体激光器外腔结构参量对激光连续可调范围影响的理论计算方法,给出了Littrow结构外腔半导体激光器调谐范围的计算结果。然后介绍了半导体激光器外腔结构参量的具体设计,利用该设计得到了出射激光线宽小于1 MHz、连续可调谐范围可达3 GHz的780 nm波段外腔半导体激光器。接着讨论了利用腔外饱和吸收谱的三次谐波稳频方法对半导体激光器进行稳频,优化激光频率短期稳定度的方法。最后根据该优化方法设计出稳频系统对半导体激光器进行稳频,得到了稳定度达到10-12量级的半导体激光输出。     

Low-threshold, high-temperature operation of 1.2 μm InGaAsvertical cavity lasers

The growth and characterisation of high performance InGaAs/GaAs quantum-well vertical cavity lasers with an emission wavelength of 1215 nm is reported. Continuous wave operation is demonstrated up to 105°C with a threshold current below 1 mA for T<80°C. For a 2.5 μm device the room temperature threshold current, output power and slope efficiency is 0.6 mA, 0.6 mW and 0.2 W/A, respectively     

The design of a microwave plasma cavity

The design of an efficient microwave plasma source is described. This source consists of a quartz tube surrounded by a cylindrical variable-length cavity which is connected to a 2.450-GHz power microwave source. The circuit performance of the plasma-cavity system is qualitatively explained and the lossy plasma-cavity eigenfrequencies are computed as functions of plasma density, effective collision frequency, and cavity length. Experiments demonstrate that a variable high-density plasma with densities in excess of 1000 critical densities can be sustained. Furthermore, by adjusting cavity length and coupling, microwave plasmas can be sustained in flowing and nonflowing argon gaseous environments from pressures of several microns to over one atmosphere.     

Low-threshold, high-temperature pulsed operation of InGaAsP/InP vertical cavity surface emitting lasers

Room-temperature pulsed operation of InGaAsP (1.3 mu m)/InP vertical cavity surface emitting lasers has been achieved with threshold current as low as 50 mA using a constricted-mesa structure with dielectric mirrors. Above-room-temperature operation has also been realized with a maximum operation temperature of 66 degrees C. Pulsed and continuous-wave threshold currents at 77 K are 1.5 and 3.9 mA, respectively.<>     

一种实用的PECVD腔体检漏工具设计方法

在TFT-LCD行业,PECVD设备主要用于Array TFT基板工艺中的气相沉积;产生的非金属膜层,为金属电路提供保护、开关作用;在PECVD工艺制程中,腔体设计复杂,反应条件苛刻,产生的制程物会造成产品不良,故需要定期进行PM(pre maintenance预防性维护)。本文以PECVD PM作业为背景,针对设备PM耗时长的问题,制定了改善方法,并着重介绍了腔体检漏工具的设计过程。设计制作了一台国产化检漏工具,成功运用于量产。通过测试,检漏工具3min内达到10mT(1mT=0.133Pa),漏率为0.45mT/min,基本符合设备Spec.(标准)要求。