光学元件亚表面损伤深度的无损荧光检测方法

为了实现光学元件亚表面损伤的低成本、快速、准确检测,提出一种光学元件亚表面损伤深度无损荧光检测方法.在研磨和抛光加工过程中添加纳米荧光量子点溶液作为标记物,量子点受到激发光辐照后能够产生荧光现象,然后利用激光共聚焦显微镜进行逐层扫描以获取被测样品不同深度处的切片图像,当扫描深度达到某一特定值时,荧光强度开始由强变弱,通过特征点荧光强度的变化最终确定光学元件的亚表面损伤深度.自行开发了亚表面损伤深度无损检测软件,检测软件具有图像阈值处理、亮点自动识别、图像显示和曲线表征等功能,可以实现光学元件亚表面损伤深度的快速无损检测.将无损检测结果与损伤性检测结果进行了对比分析,结果表明两种检测方法相对误差在10%以内,验证了提出的无损荧光检测方法的有效性.     

光学石英玻璃加工表面微结构特征

光学石英玻璃是光学精密器件的常用材料,其表面加工质量直接决定光学器件性能。借助光学显微镜和AFM,研究光学石英玻璃加工后表面微观形貌与损伤层厚度,探索表面缺陷与亚表层损伤形成机理。结果表明,切片表面损伤最严重,损伤最大深度近50μm;粗磨表面次之,损伤最大深度近30μm;精磨后表面粗糙度与损伤层厚度皆大大降低;粗抛样表面存在少量划痕与破点;精抛样在显微镜下观察不到表面缺陷,损伤层厚度小于1μm。古典抛光表面粗糙度小、光洁度优于CMP表面,但CMP表面产生划痕或破点的几率远小于古典抛光。     

等离子体抛光对表面粗糙度的影响

为了得到超光滑表面且无表层损伤的光学元件,引入一种新型的超光滑表面加工技术——等离子体抛光.在新设计的等离子加工实验平台上进行了等离子体加工工艺实验,对氧气流量,放电功率大小,磁场大小几个参数对基片表面粗糙度的影响进行了实验研究,且优化了工艺参数.结果表明增加氧气流量,合理控制功率和磁场强度都会使等离子体抛光基片表面粗糙度减小.当氧气流量为50 sccm,功率为80 W,磁场强度为17 mT时,粗糙度达到最小值0.9 nm.     

加工参数对激光沉积制造钛合金Ti6Al4V表面完整性的影响

针对目前加工激光沉积制造钛合金Ti6Al4V存在的加工质量较差、加工效率较低等问题,以切削力、表面形貌、表面粗糙度、亚表面损伤作为评价指标,采用了正交试验的方法通过设置不同的铣削参数对立铣后的表面层进行分析.结果表明：切削深度对切削力和表面粗糙度的影响较大;在每齿进给量为0.03 mm、切削速度为70 mm/min、切削深度为0.9 mm、切削宽度为0.5 mm时,切削力较小,表面粗糙度较低且亚表面损伤较小;沉积钛合金会出现未熔化粉末颗粒缺陷.工艺参数会对沉积钛合金的加工产生重要影响,且加工参数仍需要进一步优化.     

氮化硅陶瓷套圈内圆磨削表面质量的实验

目的 研究高速磨削试验下砂轮粒度、砂轮速度、磨削深度、工件速度等工艺参数对工程陶瓷材料磨削表面粗糙度的影响.方法 利用MK2710型数控内外圆复合磨床对工程陶瓷内表面进行磨削加工,并利用Surtronic 25接触式粗糙度测量仪进行表面粗糙度的测量,得到不同磨削工艺参数下的表面质量.结果 单一因素试验分析得出表面粗糙度随着砂轮粒度的变小而降低,随着砂轮线速度增加而降低,随着工件转速的增大而减小,随着磨削深度的增大而增大;通过正交试验的分析得出,与工程陶瓷表面粗糙度关系最大的为砂轮粒度,其次为砂轮速度和磨削深度,工件速度影响最小.结论 揭示了砂轮粒度、砂轮速度、磨削深度、工件速度对工程陶瓷表面粗糙度的不同影响,确定了最佳磨削工艺,并且进行试验验证,为工程陶瓷材料磨削加工提供了依据.     

数控气囊式抛光结构设计与非球面加工工艺技术研究

非球面光学元件由于具有改善系统成像质量、提高光学性能等特点被广泛的应用于各类光电产品中,因此如何抛光加工出高精度非球面元件成为国内外学者面临的难题.对数控气囊抛光方法抛光非球面元件的工艺进行研究,分析气囊抛光的加工原理,设计气囊式抛光头的结构,并对材料去除函数进行分析.在实验过程中使用硅胶气囊与橡胶气囊对非球面元件进行抛光对比,采用轮廓仪测量非球面面型,并使用高倍放大镜检测表面质量.结果表明,利用数控气囊抛光方法可以加工出光滑的非球面表面,粗糙度为0.9nm,该方法是抛光高精密非球面光学元件的有效方法,且数控气囊抛光工艺具有可扩展性.     

环带式磁流变抛光加工石英光学零件实验分析

针对磁流变抛光工艺参数对加工石英光学零件表面粗糙度的影响规律,进行了平面石英玻璃光学零件的工艺实验.应用正交实验方法分析了磁流变抛光中主要工艺参数:磁场强度、工件轴转速、平摆速度、抛光盘与工件间的间隙对石英玻璃表面粗糙度的影响规律,确定了石英玻璃磁流变抛光最优工艺因素.并分阶段采用不同工艺参数进行磁流变抛光,抛光后石英玻璃光学零件的表面粗糙度值达到0.6 nm.     

基于表面质量的小型精密零件切削工艺优化

为了提高小型精密零件在切削过程中的表面加工质量,以小型精密零件的表面粗糙度为目标函数,设计并实施了一系列小型精密零件的切削加工试验.采用单因素试验法分析了切削深度、切削速度及供给量等工艺参数对目标函数的影响,运用多元线性回归分析法建立切削工艺参数与目标函数的关系模型,从而获得最佳工艺参数组合并进行试验验证.结果表明,切削速度与切削深度对表面粗糙度为负向影响,供给量为正向影响,经优化参数组合加工工件的表面粗糙度均匀性较好,产品表面质量得到了较大改善.     

MEMS构件三维视觉测量中弱透视视觉空间畸变研究

微分析系统的核心元件——微流控芯片的制造常采用热压法或模塑法,所需的单晶硅阳模则常用湿法刻蚀加工.为了测量硅阳模的三维外型,结合微测量的特点并基于旋转体视测量原理提出一种新的显微测量方法,开发出一种新的旋转体视显微检测系统(Rotational-Stereo based Micro Measurement System,RSMMS).根据旋转体视显微检测成像几何导出RSMMS中弱透视视觉模型,基于微光学视觉系统中的成像畸变探讨在MEMS微制造过程中光学视觉监控的三维空间畸变,分析了三维等畸变面随畸变因子的变化.仿真结果描述了视觉空间畸变的通常规律并为实际畸变的产生和校正提供了理论依据,同时为光学检测或监控过程提供了视觉畸变的理论分析基础.     

CCD成像在线测量表面粗糙度方法

针对复杂形状表面粗糙度不易测量的现状,提出一种以半导体激光器为光源,由图像传感器CCD采集信号的表面粗糙度在线测量操作系统.该系统可以对不同加工方法的工件表面粗糙度实现非接触实时检测,具有工作效率高,操作方便,结果可靠等优点,其测量相对误差小于5%,可重复性小于±2%.     

不同碱源对Sm（OH）3纳米晶的结构和光催化性能的影响

以Sm(NO3)3·6H2O、氨水、NaOH、乙二胺和二乙烯三胺为主要原料,蒸馏水为溶剂,在水浴条件下分别制得了颗粒状和棒状结构的Sm(OH)3纳米晶.采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和Lambda 950分光光度计分别对产物的物相、形貌和光学性能进行表征,研究了不同碱源对Sm(OH)3纳米晶的结构和光催化性能的影响.结果表明:水浴条件下,弱碱氨水不利于Sm(OH)3纳米晶的结晶生长过程的进行,所得产物呈现非晶颗粒的团聚体;在强碱乙二胺和二乙烯三胺作用下得到了结晶性良好的棒状结构的产物,且棒的长径比的增大有益于产物光催化性能的提高.     

抑制小区间迟延干扰的迟延SLNR预编码

不同基站和用户间由于距离变化等使传播时延不同而造成小区间的迟延干扰,严重恶化了系统性能。为此,探讨了如何利用SLNR（Signal to Leakage Noise Ratio）预编码抑制小区间的迟延干扰,给出了小区协作的系统模型及小区间迟延干扰分析。针对存在迟延的LTE（Long Term Evolution）系统设计了一种基于SLNR准则的迟延SLNR预编码,以抑制小区间的迟延干扰,降低接收终端的复杂度。同时,对迟延SLNR预编码在LTE系统多基站协作环境下的性能进行了仿真。仿真结果表明,该方法对小区间的迟延干扰有较好的抑制作用,对不同天线配置性能均较理想,与接收端处理方案比较性能有所改进。虽然信道估计误差对性能有一定影响,但在可接受范围。     

聚乳酸(PLA)/皮粉复合材料的性能研究

利用原位熔融接枝共混技术制备了一系列完全可生物降解的聚乳酸/皮粉复合材料。主要研究了不同皮粉含量对聚乳酸/皮粉复合材料微观结构和宏观性能的影响。分别采用红外光谱,偏光显微镜和扫描电镜对聚乳酸/皮粉复合材料的微观结构进行了表征。考察了皮粉含量对聚乳酸/皮粉复合材料的热性能、机械性能以及结晶行为等的影响。研究结果表明:利用硅烷分别对填料皮粉进行活化处理和对基体聚乳酸进行熔融接枝,提高了基体和填料之间的相容性,从而提高聚乳酸/皮粉复合材料的宏观性能,尤其是提高其机械性能。当皮粉含量为15pbw(parts by weight)时,聚乳酸/皮粉复合材料的机械性能最好。     

基于遗传算法的MIMO天线阵优化

将一种改进的遗传算法用于MIMO天线阵的优化,分析了容量与相关性的关系。在均匀线阵与均匀圆阵的相关性模型上,比较达波角、扩展角及天线间距对于相关性的影响。运用遗传算法,对构建的相关系数组成的矩阵进行分析,给出定长非均匀4元线阵与圆阵在最小相关性下的天线阵分布。     

基于LDPC码的HARQ系统仿真

为有效和可靠地传输数据,在不降低数据传输速率的条件下,最大限度地减小误码率,提高系统吞吐量,利用Matlab和Simulink平台共同仿真了混合自动重传请求HARQ（HybridAutomaticRepeatRequest）系统。该系统使用低密度奇偶校验码LDPC（Low—DensityParity—CheckCode）作为前向纠错码FEC（ForwardErrorCorrection）,采用SR—ARQ（AutomaticRepeatRequest）机制,即选择重传机制,对出错的数据分组进行重传,通过type-I型HARQ方式进行重传控制,完成了混合自动重传请求系统的构建和模型设计。同时结合编程仿真分析了不同码长、不同码率的码字在利用重传控制机制前后系统的吞吐量差别。仿真结果表明,使用重传控制机制后的系统吞吐量性能有所提高。     

聚氨酯对聚偏氟乙烯结晶行为的影响

通过溶液浇铸法制备了聚偏氟乙烯/聚氨酯(PVDF/PU)共混物,并使用偏光显微镜(POM)和差示扫描量热仪(DSC)等研究了共混物的相容性,以及聚氨酯含量对聚偏氟乙烯结晶形貌和结晶动力学的影响.研究结果表明:PVDF/PU为热力学不相容聚合物共混体系.当PU含量较低时(<50%),PU可提高PVDF的结晶速率,且PVDF组分能够形成结构完整的球晶而PU组分形成分散相;当PU含量占优时(>50%),PU抑制PVDF的结晶,且随着PU含量的增加,PVDF结晶速率逐渐降低,PU组分形成连续相.     

柠檬酸对WP催化剂噻吩加氢脱硫性能影响

以柠檬酸(CA)为助剂,采用共浸渍和程序升温还原的方法制备了不同n(CA)/n(WP)的WP催化剂。并用X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、扫描电镜(SEM)、热重(TG)分析等方法对催化剂进行了表征,通过高压微反评价了催化剂的噻吩加氢脱硫(HDS)性能。结果表明,柠檬酸并没有改变WP的本体结构,但具有阻止WP晶相颗粒生长的作用,并提高了WP催化剂的BET比表面积。加入柠檬酸改变了硝酸根的分解过程,降低了催化剂的起始磷化还原温度和磷化还原过程终结温度,有利于活性组分在催化剂表面的分散。柠檬酸对WP催化剂噻吩HDS反应有利。Cat-5催化剂具有相对最好的HDS活性,与不加柠檬酸的催化剂相比,其噻吩转化率提高近20.4%。     

一种新型的窄线宽光纤滤波器特性的研究

提出了一种用于单纵模光纤激光器的具有较宽的有效自由光谱范围（FSR）的窄线宽滤波器,该滤波器由一个高双折射光纤（HBF）环嵌套于Sagnac环形镜构成。首先从理论上得到了该滤波器的透射率表达式,然后对该滤波器的特性进行了数值分析。研究结果表明：由于分别沿着HBF的快慢轴运行的光之间会产生游标效应,从而可以获得具有较大的有效FSR的窄带透射峰。当HBF环的无源损耗得到适当补偿后,边峰抑制比能达到6 dB,且该窄线宽滤波器的这些特性与输入光的偏振态无关。在此基础上设计了一种1 053 nm光信号的窄线宽光纤滤波器。     

双馈风力发电机故障穿越改进控制策略

提出一种基于并网双馈风力发电机的多机电力系统中DFIG功角概念,揭示所定义的功角与DFIG端电压跌落的关系;并提出改进的磁通幅值相角控制即IFMAC策略.相比于磁通幅值相角控制(FMAC),所提控制方案可以在系统故障时期更好地支撑DFIG的端电压.大规模电力系统计算实例验证了IFMAC的有效性及其相比于FMAC的优越性...     

液晶材料5CB Langmuir-Blodgett薄膜的制备

研究了新型高性能液晶材料5CB(4-氰基-4′-戊基联苯)薄膜的制备技术.采用Langmuir-Blodgett(LB)法制备了单分子液晶薄膜.通过实验得出均匀、完整的液晶材料5CBLB薄膜的最佳制备的工艺,成膜方式为Y型垂直提拉法,压膜速度为8 mm/min;提拉速度均为1.5 mm/min,液晶材料溶于三氯甲烷的浓度为1.0 mg/m L,亚相温度25℃.通过偏光显微镜观察发现,该液晶薄膜具有向列型条纹织构.液晶材料5CB LB薄膜的制备技术研究为其光学及电学研究提供了基础.