激光诱导热波差分法分层检测金属次表面缺陷

用固体材料吸收一维热传导模型求解一维热传导方程,获得了试样表面温度与试样缺陷深度、泵浦光调制频率的关系,进而推论出：控制调制频率确定热扩散长度就确定了可探测的埋在固体内部缺陷的深度范围。利用热波辐射产生试样表面温度变化引起邻近表面空气折射率变化的原理和垂直光热光偏转探测技术,建立了以全半导体激光为泵浦光和探测光的光热偏转检测装置,对Al块表面二维扫描检测到的热波信号作编码成像处理得到热波像。通过2个调制频率下热波像的差分处理获得了埋在次表面深度330μm处、厚度为50μm的沟槽缺陷,论证了热波差分成像检测方法对金属次表面缺陷实现分层成像检测的可行性。     

太赫兹空气相干探测技术中锁相放大器参数的影响与优化

锁相放大器在微弱信号测量中有非常重要的作用。在太赫兹空气相干探测技术中利用外置调制电场对激光在气体中四波混频作用产生的二次谐波进行调制,并以调制电场的频率作为锁相放大器的参考频率,能够完成对微弱的激光二次谐波的测量,使得二次谐波和太赫兹波电场成正比,从而将该探测技术转换成相干探测技术。采用Simulink对太赫兹空气相干探测技术中的锁相放大器参数的影响进行仿真,研究脉冲信号的宽度和锁相放大器的参数对探测结果的影响,并获得该测量过程所需的最优化参数。研究结果对太赫兹空气相干探测技术中锁相放大器的参数选取和设置有很好的理论参考价值。     

线性调频激励的红外热波成像检测技术

线性调频激励的红外热波成像检测技术是一种基于线性调制热波信号处理的主动式红外热成像技术,能够弥补传统红外锁相热像检测的单一调制热波只能探测相应扩散深度缺陷的不足,可准确检测不同深度范围内的缺陷形状及尺寸。阐述了线性调频红外热波成像检测技术的原理、分析方法和实验。采用有限元方法对线性调频啁啾(Chirp)规律变化热流在构件中的传递过程进行了分析。利用相关算法计算了表面温度(热波)信号的相关峰值及其对应的时间,形成了表面温度相关峰值图像与峰值时间图像。利用Chirp规律调制卤素光源作为热激励源对金属平底孔试件进行激励加载,通过Jade MWIR 550 焦平面红外热像仪进行图像序列采集。分别利用时域相关处理与频域FFT扫描得到了表面温度(热波)信号的相关峰值及对应时间图像和不同频率下的相位图像。试验结果表明,在给定激励条件下,相关峰值图像和频域相位图像能够可靠地确定不同深度缺陷的几何特征。     

激光光热反射技术对薄膜热物性的表征

在考虑探测光束光斑尺寸对调制光热反射(MPR)信号影响的基础上,建立了三维的薄膜-衬底体系的激光光热反射理论模型。对利用激光光热反射技术测量薄膜热物性的可行性进行了研究,并对影响调制光热反射信号的材料参数进行了分析。此外,通过数值模拟研究了多参数拟合问题,即利用调制光热反射频响信号同时确定薄膜热扩散率、衬底热扩散率和界面热阻这三个物理参数。结果表明,与已有的径向扫描方法相比,频率扫描方法中的这三个参数之间并不存在高度的相关性,因此采用频响信号进行多参数拟合,可提高多参数拟合的收敛性和精确性。     

基于偏振调制器和单模光纤的微波瞬时频率测量研究

提出了一种基于偏振调制器(PolM)实现微波信号 的瞬时频率测量(IFM)方法并进行了实验验证。它采用PolM同时实现相位调制和强度调制, 利用1个光源和1段单模光纤(SMF)保持光路中功率稳定,通 过光纤的色散将微波信 号频率映射到功率上,最后经过光电探测器(PD)探测并计算出两路电信号的功率比。这个功 率比一一对应于输入的微 波信号频率,最终能够测得所输入的微波信号频率。实验结果表明,它不仅可以实现1～12GHz宽带范围 内IFM,测量精度可以达到0.2GHz,而且能够同时保证 所测量的微波信号频率的系统误差小,稳定度好。     

扫描电子显微镜在半导体研究中的应用

一、简单原理与应用特点图1为扫描型电子显微镜(以下简称为扫描电镜)的结构概图。由电子枪发射的电子束被阳极加速后,经2～3段电子透镜聚焦,最终变成几百埃以下的电子束。当此电子束照射到被检样品时,则在受照部分产生信号(二次电子、反射电子、阴极发光,内部电势等),这些信号经检出、放大后成为显示用的阴极射线管亮度调节的输入功率。当电子束由偏转线圈在样品上产生的光栅扫描与阴极射线管的射线扫描同步时,则与电视成像原理相同,便得     

表面热透镜与光热失调技术测量光学薄膜吸收的灵敏度比较

在理论分析优化的基础上,以BK7玻璃和石英为基底的高反射光学薄膜为样品,采用强度调制的连续激光作为激励光源,实验研究了表面热透镜(STL)技术和光热失调(PTDT)技术的信号幅值随激励光调制频率的变化关系,分析比较了这两种方法在测量光学薄膜吸收损耗方面的灵敏度.实验表明,光热失调技术具有构型优化简单、实验操作难度低和测量空间分辨率高等优点,对于具有较高反射率温度系数的高反射膜等样品,采用光热失调技术有利于提高薄膜吸收损耗测量的灵敏度.实验结果与理论分析基本一致.     

TDLAS检测系统的ARM主控型激光驱动电路的设计

可调谐激光二极管吸收光谱技术(TDLAS)是一种利用激光二极管的波长扫描和电流调谐特性对气体进行测量的技术,具有高选择性、高分辨率、高反应速度、高灵敏度等优点。TDLAS检测系统通常基于谐波检测的原理,通过高频调制某个依赖于频率的信号,使其扫过待测气体的吸收峰,再以调制频率的倍频作为参考信号进行信号处理。为了满足TDLAS检测系统对激光器驱动的需要,本文以ARM7系列的LPC2138为主控器,通过将DAC8830产生的锯齿波扫描信号和AD9958产生的一路正弦调制信号进行叠加,来实现TDLAS检测系统激光器的驱动。     

正弦相位调制全深度频域多普勒光学相干层析成像技术

将多普勒探测与正弦相位调制复频域光学相干层析成像技术(OCT)相结合,建立了基于正弦相位调制的全深度频域多普勒光学相干层析成像系统。利用正弦相位调制B-M扫描方法,并采用傅里叶变换结合带通滤波的方法重建复干涉谱信号,获得全深度层析及多普勒图像。成像深度范围扩大为原来的2倍,在整幅图像范围内均可获得较高的速度探测灵敏度。基于该系统获得了血流仿体的全深度层析图及全深度多普勒图。实验测量的系统最小可探测速度为5.35μm/s。     

光斑尺寸对光热失调技术测量光学薄膜吸收的影响

样品表面加热光斑和探测光斑的大小对光热技术有着重要影响,光热失调技术是一种新的可用于研究光学薄膜的微弱吸收的方法,文章理论分析了加热光斑和探测光斑尺寸对光热失调技术的影响.研究表明,加热光斑大小不变时,加热光调制频率增大,样品表面温升降低,温度分布区域减小;调制频率不变时,加热光斑越小,表面温升越大,分布区域越小.调制频率不变时,探测光斑越小,信号幅值越大,分布区域越小,信号幅值与加热光功率的线性关系的斜率越大,探测光斑的大小对信号幅频关系影响较小.研究结果对光热失调技术测量光学薄膜吸收具有重要意义.     

光学低频调制法测Hg_(0.7)Cd_(0.3)Te寿命

介绍一种新的测量半导体光生栽流子寿命的非接触光学调制技术。这种技术包括测量直流探测光束((?)ω相似文献   

新型扫描电镜最佳工作参数的模拟

扫描电子显微镜中的背散射电子信号强度与原子序数大小成正比 ,在尝试利用背散射电子信号来获取样品表面的原子序数衬度分布时 ,未经精细抛光样品表面形貌的起伏对背散射率有明显的影响 ,甚至在平均原子序数较小的区域可能会探测到对应较大原子序数的背散射电子信号。为防止这一现象的发生 ,已有一种新型的分析扫描电子显微镜问世[1,2 ] ,该电镜具有二级电磁透镜系统 ,经第一级透镜初聚的电子束再经物镜聚焦到样品表面 ,背散射电子的探测系统位于两透镜之间 ,背散射电子和入射电子经一弱磁场分开后进入探测系统 ,因此该电镜可探测 1 80°左…     

痕量物质的激光光声测定

本文采用单一波长的 He—Ne(6328)和 He—Cd(4416)激光器组装成单束激光光声测量装置,并以Co的1—(2—吡啶偶氮)—2—萘酚(PAN)络合物的测定为例,探讨了固体激光光声光谱在痕量物质测定上的应用。经稳频切光器调制的激光束入射到密封在光声池中的样品时,样品吸收调制光.产生周期性加热。热传给周围气体,导致容器内气体按调制光的频率产生周期性的压力波动。用灵敏的微音器检测这种压力波动,并通过锁定放大器将音频电压信号放大测量,最后由X-Y函数记录仪记录。用这种装置试验了调制频率和激光功率对光声信号强度的影响;为了使样品分布均匀,以便获得更好的测量精度,还试验了层析硅胶、氧化铝和硫酸钡作为样品载体对光声测量的影响。在     

谐波小波在TDLAS 信号分析中的应用

波长调制谱技术（WMS）在慢扫描信号基础上叠加上高频的调制电流,并加到半导体激光器的驱动电流上,于是激光频率在线性扫描的同时受交流调制。频率调制的激光束在通过吸收气体以后,其吸收线的强度也受到相同频率调制。采用谐波小波方法作为数据解调的手段,对WMS技术产生的信号进行处理并实现了2f信号的提取。采用这种方法对波数为7185.6 cm-1的水蒸气谱线进行测量实验,调制频率达到180kHz,对数据进行谐波小波处理后获得了高质量的2f信号,该2f 信号的峰值中心辨识度高,其数据光滑度、信号的抗干扰能力方面均优于数字锁相方法。     

开放光栅中史密斯－帕塞尔超辐射机理研究

采用理论分析和粒子模拟相结合的方法,对连续电子注通过平板矩形光栅产生毫米波段史密斯-帕塞尔(SP)超辐射机理进行了研究.研究结果表明:选择恰当的电子注与光栅尺寸参数,光栅表面慢波将与电子注互作用,使电子注产生群聚,群聚的电子束团将在光栅表面产生史密斯-帕塞尔超辐射,其辐射频率为电子注与光栅表面慢波互作用同步点频率的整数倍,其辐射角度方向与史密斯-帕塞尔公式所预期的基本一致, 表面慢波由于光栅的有限长度也能在其端头以一定的形式辐射出去.     

基于锯齿波调制的光纤陀螺本征频率跟踪测量

为了实现快速且高精度的光纤陀螺(FOG)本征频率跟踪测量,提出了一种基于锯齿波调制的本征频率跟踪方法。根据基于偶数倍本征频率锯齿波调制的光纤陀螺本征频率测量理论,对相位调制器施加接近偶数倍本征频率的锯齿波调制信号,然后对光波进行相位调制,解调得出的误差信号强度反映锯齿波调制频率偏离偶数倍本征频率的程度。根据误差信号的强度调节锯齿波调制信号的频率,使误差信号为零,此时锯齿波信号的频率等于本征频率的偶数倍且方波偏置调制准确地处于本征频率上。实验结果表明,该方法可以实现光纤陀螺本征频率的跟踪。与传统测量方法相比,该方法具有快速、高精度等优点,测量的精度优于1Hz。     

激光激发瑞利波测量铝合金焊接残余应力

根据声弹性原理提出了一种新的测量材料表面焊接应力的激光超声方法.利用Nd:YAG脉冲激光在材料表面激发高频率超声瑞利波,采用非线性激光干涉仪对检测焊接应力的超声瑞利波进行探测.探测点的位置保持不变,通过激发源的扫描来改变激发源和探测点之间的距离,干涉仪探测到一系列超声脉冲波形信号.采用波形相关技术计算相邻超声瑞利波的传播时间延迟,得出瑞利波的传播速度,进而根据声弹性理论计算出相应的应力值.通过激光源在焊缝附近的扫描,得到焊缝周围的应力分布.测量了铝焊接平板表面的残余应力,得到了样品表面的焊接应力分布.实验结果表明,这种方法可以实现样品表面焊接应力的快速扫描测量,使其在材料表面焊接应力分布无损检测领域具有一定的应用价值.     

用频谱分析仪测量谐波失真

无线电工程中必须要测量射频信号的谐波,有时还需检测音频信号的总谐波失真(THD)。射频信号可能是调制波或者是未经调制的连续波。这些信号是由压控振荡器,固态锁相振荡器或频率综合器产生的。现代频谱分析仪可使用本文介绍的方法来测量这些信号。     

正弦相位调制位移干涉测量技术中调制频率的优化选择

针对正弦相位调制(SPM)干涉测量技术用于位移测量时,调制频率对干涉信号相位解调的影响,提出一种调制频率的优化选择依据.通过对干涉信号的频谱进行分析,发现当被测位移幅度较小时,较小的调制频率即可满足相位解调的要求;而当被测位移较大时,必须相应地增大调制频率,才能获得比较准确的测量结果.模拟计算以及实验结果表明,被测位移信号的幅度每增大四分之一测量光源波长,调制频率需要相应增大4倍于被测信号频率的大小,才能满足正弦相位调制位移干涉测量技术信号处理的需要.     

驱动扫描发生器

引言在近代电子物理学中,对于短暂信号瞬变过程的研究,已成为重要的问题.当信号本身的持续时间极短,而其重复周期又很长时,用普通的示波器已不能进行观测.因为当扫描频率与信号重复频率相同时,被研究的信号太细,光线太淡看不清楚;倘若提高扫描的频率为信号的若干倍,则扫描基线亮度与信号亮度相差太大,为不使荧光屏过载,只能调低亮度,结果信号波形仍旧看不清.如果用驱动扫描发生器,就可以接在普通示波器上专门观察脉冲波.它只有在信号到来时扫描,其他时间使电子束截止,并能在扫描期间产生出精确的时间标志,使用起来方便,测量精确.