新型恒流式颗粒计数技术及微流控芯片装置

报道了一种新型恒流式颗粒计数技术及微流控芯片装置。通过在微流控芯片主通道样品孔两端分别插入一定尺寸的Zn和Cu电极,可在主通道内形成较为稳定的恒流源。当绝缘材质的颗粒通过检测区域时,会从检测区域排出等体积的电解质溶液,使检测区域的电阻变大。该电阻变化会使检测区域两端电压发生改变,并以脉冲电压信号的形式被检测系统检测到,从而实现颗粒计数。实验结果表明:当主通道两端电压相同时,恒电流系统的检测信噪比要远远高于直流稳压电源;随着Zn电极面积的增加,相同尺寸颗粒经过检测区产生的电压信号幅值也随之增加。原电池自驱动微流控芯片装置结构简单、检测精度高,无需外接昂贵的恒流源装置,可发展成为便携式仪器,有望用于某些特殊场合的现场检测。     

晶圆金属表面纳米颗粒暗场检测系统设计

缺陷检测是基于金属膜层激发表面等离子体进行超衍射加工前的重要工艺流程，但目前先进空白晶圆缺陷检测设备光源多位于深紫外波段，恰好在KrF等深紫外光刻胶的感光范围内，检测带有该光刻胶的晶圆表面时易导致光刻胶感光而改性失效。针对此问题，笔者提出并设计了一种基于可见光波段的激光偏振暗场检测装置。该装置利用晶圆表面顶层银膜的偏振转换特性，通过调控入射光的偏振态与入射角，使微粗糙银膜表面的弱散射光偏振态与膜层表面颗粒的散射光偏振态产生差异，然后利用偏振器件对来自银膜表面的散射光进行部分滤除，有效提高了颗粒信号的信噪比。实验结果表明：所设计的装置在不影响光刻胶的同时还可以减少金属膜层表面散射所带来的缺陷误检。在对百纳米级颗粒进行检测时，由于使用了激光照明及高灵敏度的sCMOS作为探测器件，本装置单次曝光时间仅为150μs，是奥林巴斯公司基于白光的DSX1000暗场显微镜的4‰左右。通过抑制噪声，笔者采用该装置实测了均方根（RMS）粗糙度为3.4 nm的银膜表面上直径为61 nm的聚苯乙烯乳胶颗粒，结果显示，该装置在探测极限和探测效率上较DSX1000均有较大提升。     

电力谐波实验台研究与设计

电力谐波实验台是一种通过模拟实际电网中产生的谐波电流并对其进行实时抑制的实验装置。该实验装置采用公共基础台+功能挂件的设计方式,结构紧凑,集成度高,扩展性好,能够完成电力谐波的产生、在线检测、分析、有源滤波等多项实验。装置软件实现由DSP控制器和上位机两部分组成。DSP控制器采用自适应滤波理论的单神经元电力谐波动态检测算法和滞环控制算法实现系统的补偿。上位机负责计量、监测、显示、储存等功能,是实验装置虚拟仪器的核心部分。该装置系统具有较高的教学使用和科研价值。     

微流控芯片上电晕放电式大气颗粒物检测方法北大核心

报道了一种可检测大气中微米级颗粒物尺寸并计数颗粒个数的方法和检测系统。微通道检测区域处布设一对微电极,微流道两侧施加一定幅值的直流电,使得检测区域的空气发生电晕放电,形成电流回路。当注射泵驱动颗粒物流经检测区时,会导致检测电极间的电阻发生改变,进而产生相应的电流变化脉冲,并被检测电路检测到。脉冲信号的个数即为流经检测区颗粒的个数,而脉冲信号的幅值大小则表征了颗粒的尺寸。该实验装置基于电晕放电原理,检测原理可靠,检测方法创新,设备整体结构简单,具有良好的发展前景和应用价值。     

单片机教学系统驱动芯片测试装置的设计

针对DTHS-A单片机实验平台的日常维护需要设计了该测试装置,该装置能够快速的检测实验电路中驱动芯片是否正常,与传统方法相比,节约了维护的时间,提高了检测效率.该装置以STC15F2K61S2为控制核心,通过按键与拨码开关来选择对应芯片,通过液晶显示与LED指示芯片是否正常,同时具有过流保护功能.     

三维激光成像技术在螺纹识别中的应用

本文阐述了激光检测的原理,提出了非接触式检测螺纹各参数的工作原理和实现方法,并给出了检测螺纹各主要参数的算法.笔者设计了一种新颖的螺纹检测装置,此装置采用水平位移的激光光源,并辅以旋转的螺纹固件,采用新型的边缘检测算法,使得从三维上检测螺纹的各个参数.实验结果表明,该方法能够快速、高精度地测量螺纹的多项尺寸参数.     

油气管道高速漏磁检测系统中传感器研究和设计

为了提高漏磁检测的精度,文章研制了一种用于油气管道漏磁检测系统中的电磁感应式传感器,该传感器安置在二维高速漏磁检测装置中,实现对油气管道缺陷信号的实时检测,获得管道的缺陷信号.介绍了传感器的结构,带磁汇聚装置的磁化系统装置;设计实验与普通的霍尔传感器的检测精度进行分析比较.试验结果表明该传感器在高速管道漏磁检测中能够检测到微小缺陷,比霍尔传感器有更高的灵敏度.     

微量样本中悬浮颗粒浓度的光纤检测装置研究

根据光的散射和透射理论,设计了一种用光纤检测微量样本悬浮颗粒浓度的装置.该装置采用了散射和透射两束光纤,且散射角度可调旨在寻找最优的测量角度.实验选用波长为785 nm的激光作为光源,在室温条件下,对酵母菌浓度测量进行了实验研究并用散透比和透射光两种方式处理数据.结果表明,酵母菌浓度为0～5%时,散透比与浓度呈近似线性关系;酵母菌浓度为5%～10%时,透射光与浓度呈近似线性关系,测量的误差范围小于土0.2%.该装置能实现微量样本的快速检测,在微机电系统(MEMS)领域具有较好的应用前景.     

大口径反射镜表面颗粒物洁净度控制实验研究

针对高功率固体激光装置反射镜表面的颗粒引起的损伤问题,分别进行离线实验和在线实验,采用风刀及暗场成像系统相结合研究表面颗粒去除率。研究结果表明:当风刀偏转角度为0°且风刀距离大口径反射镜镜面10 mm时,对灰尘颗粒的去除效果最好,可达96.5%,而对相同尺寸的Al₂O₃颗粒和Fe颗粒效果次之,对SiO₂颗粒效果最差,在线平均去除率可达84.9%。通过对反射镜表面颗粒污染物的在线沉积规律研究表明采用风刀吹扫技术一周洁净一次可实现反射镜表面长期洁净,该技术可推广至大口径高能激光装置及未来超大型高功率激光装置中。     

大口径高能脉冲激光参量测量装置的精度研究

为了研究高能激光外场特性,研制了一套用于测量大口径高能量脉冲激光参量的测量装置。该装置包括一套自校准系统,能够对其主要系数进行现场校准。采用理论分析和实验研究的方法,对装置的测量原理、性能和结构进行了描述,并对测量误差进行了理论分析,证明了该装置能够同时测量高能激光光强分布和能量值,最后采用校准实验的方法对测量误差进行了验证和分析。该装置对激光脉冲能量和光强分布的测量误差分别为4.5%和5%。结果表明,该装置有较高的测量精度和可靠性,能广泛用于大口径高能量脉冲激光外场测试。     

气溶胶单粒子的偏振散射特性研究

建立了气溶胶单粒子的偏振散射实验装置,采用T-matrix方法模拟球形粒子和长形粒子的光散射计算, 讨论了偏振强度因子(Pf)和穆勒矩阵元素(Z11、Z12)随粒径、形状的变化关系,结果表明,球形粒子和杆状粒子的Pf和Z12随着粒径的增大存在明显差异。通过对单分散的气溶胶颗粒物样品的实验测量,得到不同样品的Pf值和Z12。实验结果表明,以油酸粒子的Z12为基准, 差值△Z12=12可以作为球形的油酸粒子和长形的核黄素以及石棉纤维的区分阈值, △Z12 介于12~41主要为核黄素粒子, △Z12达到59时粒子可被认为是长形的石棉纤维粒子, 而立方形的NaCl气溶胶粒子的△Z12与油酸粒子非常接近,难以区分。初步实验表明,穆勒矩阵元素Z12可以用于识别长形粒子,该研究为颗粒物形态的偏振测量提供依据。     

基于线阵光电传感器的高精度气溶胶粒径浓度测量

本文提出一种使用一维线阵光电传感器作为测量装置的方法,实现气溶胶粒径与浓度的高精度测量。通过流速气溶胶粒径瞬态直接成像计算的手段,进行实时区域尺度范围内气溶胶的浓度检测。其理论模型首次采用了线阵光电传感器与高倍显微物镜的物像共轭放大成像,避免常规误差较大的全散射米氏光学模型,同时克服了面阵成像瞬时采样的弛豫效应,计算量少且测量精度较高。实验结果表明,系统可检测的气溶胶粒子范围在1~10 m区间,测量误差优于8%。     

1‐Methyl‐2‐(anthryl)‐imidazo[4,5‐f][1,10]‐phenanthroline: A Highly Efficient Electron‐Transport Compound and a Bright Blue‐Light Emitter for Electroluminescent Devices

A new organic blue‐light emitter 1‐methyl‐2‐(anthryl)‐imidazo[4,5‐f][1,10]‐phenanthroline ( 1 ) has been synthesized and fully characterized. The utility of compound 1 as a blue‐light emitter in electroluminescent (EL) devices has been evaluated by fabricating a series of EL devices A where compound 1 functions as an emitter. The EL spectrum of device series A has the emission maximum at 481 nm with the CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) color coordinates 0.198 and 0.284. The maximum luminance of devices in series A is 4000 cd m^–2 and the best external quantum efficiency of device series A is 1.82 %. The utility of compound 1 as an electron injection–electron transport material has been evaluated by constructing a set of EL devices B where 1 is used as either the electron‐injection layer or the electron injection–electron transport layer. The performance of device series B is compared to the standard device in which Alq₃ (tris(8‐hydroxyquinoline) aluminum) is used as the electron injection–electron transport layer. The experimental results show that the performance of 1 as an electron injection–electron transport material is considerably better than Alq₃. The stability of device series B is comparable to that of the standard Alq₃ device. The excellent performance of 1 as an electron injection/transport material may be attributed to the strong intermolecular interactions of 1 in the solid state as revealed by single‐crystal X‐ray diffraction analysis. In addition, compound 1 is a colorless material with a much larger highest occupied molecular orbital–lowest unoccupied molecular (HOMO–LUMO) gap than Alq₃, which renders it potentially useful for a wide range of applications in EL devices.     

PdSe2 Multilayer on Germanium Nanocones Array with Light Trapping Effect for Sensitive Infrared Photodetector and Image Sensing Application

In this study, a sensitive infrared photodetector (IRPD) composed of a germanium nanocones (GeNCs) array and PdSe₂ multilayer is presented, which is obtained by a straightforward selenization approach. The as‐assembled PdSe₂/GeNCs hybrid heterojunction exhibits obvious photovoltaic behavior to 1550 nm illumination, which renders the IRPD a self‐driven device without external power supply. Further device analysis reveals that the PdSe₂/GeNCs hybrid based IRPD exhibits high sensitivity to 1350, 1550, and 1650 nm illumination with excellent stability and reproducibility. The responsivity and external quantum efficiency is as high as 530.2 mA W^?1 and 42.4%, respectively. Such a relatively good device performance is related to the strong light trapping effect of GeNCs array, according to the theoretical simulation based on finite‐difference time‐domain. It is also found that the IRPD shows an abnormal sensitivity to IR illumination with a wavelength of 2200 nm. Finally, the present individual IRPD can also record the simple “F” image produced by 1550 nm, suggesting the promising application of the PdSe₂/GeNCs hybrid device in future infrared optoelectronic systems.     

有机小分子掺杂的聚合物共混发光二极管

报道了用可溶性发光材料聚（２,５－二丁氧基苯）做发光材料,分别与母体聚合物聚乙烯基咔唑（ＰＶＫ）和聚甲基丙烯酸甲脂（ＰＭＭＡ）共混,并掺杂电子传输材料叔丁基联苯基苯基口恶二唑和空穴传输材料二胺衍生物作发光层,用铟锡氧化物和铝分别作正负电极,制作了两种蓝紫光有机／聚合物单层发光器件。通过比较两种器件的器件特性,发现以ＰＭＭＡ做母体的器件比用ＰＶＫ做母体的器件有更好的稳定性,器件开启电压为１０Ｖ左右,发光峰值波长均位于４２４ｎｍ,电致发光效率可达２．９％,比用ＰＶＫ做母体的器件效率高一倍多。     

MoO3作空穴注入层的绿光有机电致发光器件制备及其性能研究

用真空热蒸镀的方法制备了绿光有机电致发光器件,并对其工艺流程进行了详细的描述。器件结构为ITO/MoO3(xnm)/N,N′-diphenyl-N,N′-bis(1-naphthyl)-(1,18-biphenyl)-4,4-diamine(NPB)(40nm)/tris(8-hydroxyquinoline)aluminum(Alq3)(60nm)/LiF(1nm)/Al(150nm),其中x=0,5nm。实验中,对ITO基片进行氧等离子体表面处理,能够有效减小ITO表面的接触角。通过对器件的光电性能测试,研究了MoO3作空穴注入层对有机电致发光器件性能的影响。实验结果表明,空穴注入层MoO3的最高占据分子轨道(HOMO)能级较好的与ITO功函数匹配,降低了空穴注入势垒,提高了器件的发光亮度和效率。当外加电压小于10V时,器件的电流密度随外加电压的增加而增加,但变化不明显;当外加电压大于10V时,器件的电流密度明显增强,发光色度几乎不随驱动电压的改变而改变,色坐标稳定在(0.36,0.55)附近。     

用交变电场进行微小粒子操作的方法

介绍了用交电电场对微小粒子进行操作的一种新型装置。对粒子的操作不仅可以批量进行，而且可以单个进行。通过对铝粒子的搬运试验，证明了此装置的可行性，也给出了此种装置对粒子的一般操作特性．     

光学双稳态在光纤传感器的应用

光强调制型光纤传感器，已得到了广泛的应用，它的测量灵敏度，精度和稳定性，主要取决于光源输出功率的稳定性，传统的办法是采用引入参考光路，利用光电补偿方法，来减小光源波动造成的影响，我们提出采用光学双稳装置来稳定光源输出功率，并将它用於折射率调制型光纤传感器测量液体浓度的实验中，本文详细报导了该装置的原理，内容和测量结果，并指出进一步研究方向。     

激光光镊效应

简要慨括了激光光压力的理论,着重介绍了应用光压力进行粒子捕获,尤其是进行生物活体分析的问题——激光光镊。     

线性偏振光被微粒子场散射的特性研究

本文提供了线偏振光通过复合微粒子场后的侧向散射效应，并进行了探讨分析，实验采用了４种粒子场浓度，２种直径的圆形粒子，从粒子空间尺寸，粒子浓度，粒子直径大小，探测角度和深度位置等多个方面考察实验数据与粒子场特性的联系，发现在一定条件下引起入射光退偏振的主要因素是粒子尺寸和场内粒子的浓度。