利用准光腔对辉光放电等离子体诊断分析

利用建立的准光腔谐振系统对辉光放电空气等离子体中电子密度参数进行了诊断分析。通过测试加载等离子体前后准光腔谐振系统的谐振参数,计算得到被测等离子体的等效复介电常数及电子密度。实验结果表明:采用准光腔诊断辉光放电空气等离子体,测试结果重复性好;当工作气压在30~35 Pa,放电电流在2~8 A时,等离子体密度范围在10~(16)m~(-3)量级,且在相同气压下,电子密度随放电功率增加而增加;与采用标准Langmuir探针的诊断结果相比较,二者差别不大。证明了采用准光腔谐振系统诊断辉光放电等离子体的可靠性与准确性。     

圆柱微波谐振法测量氩气折射率

氩气等单原子气体的折射率,是检验量子力学从头算理论的重要参数。基于圆柱微波谐振法,精确测量了234～303 K、 0～750 kPa范围内氩气的折射率。测量了圆柱腔内不同压力下4种横磁 (TM) 模式的微波谐振频率,对谐振频率进行非理想因素修正后,结合真空下的微波谐振频率获得氩气的折射率。圆柱腔内微波谐振频率测量不确定度为2×10^-8,4种模式获得的氩气折射率的相对标准偏差小于1×10^-6。通过氩气的折射率计算获得了氩气的第一介电维里系数,与国际上已发表的结果具有良好的一致性。基于建立的实验系统,后续可开展其他气体的折射率测量。     

介质材料复介电常数测试的同轴线谐振腔法研究

利用同轴线谐振腔对介质材料复介电常数进行测试得到其谐振频率f0,品质因数Q0通过联立两个独立方程,求解出tanδ(即ε’’/ε’),同轴线谐振腔传输的为TEM波,由谐振频率f0根据相关公式求解出ε’,从而掌握该材料的特性参数。     

速调管圆柱同轴谐振腔高阶TM310模式输出回路

设计了工作于高阶横磁TM310模式圆柱同轴谐振腔.模拟计算了六个漂移管间隙中心轴向谐振电场极大值位置处的特性阻抗.对于谐振腔加载空矩形波导和加载电感膜片滤波器矩形波导两种速调管输出回路,由微波电路理论和高频电磁场软件分别模拟计算了漂移管间隙中心的平均间隙阻抗和输出带宽.两种情形间隙阻抗的最大值分别为48.757 kΩ和14.328 kΩ;间隙阻抗的3dB带宽分别约为1.1MHz和2.8 MHz.研究表明,单间隙圆柱同轴输出腔高阶横磁TM310模式结构适用于高频、窄带和高功率多注速调管输出回路.     

球面近似高斯波束等相位面对开放式谐振腔性能的影响

基于高斯波束的标量理论,分析了球面和工作模式等相位面的吻合程度对开放式谐振腔谐振频率、固有品质因数、模式间隔以及谐振曲线等性能参数的影响。借助Ansys HFSS对理论分析进行了模拟验证,同时研制并测试了两个球面和工作模式等相位面吻合程度不一样的平凹腔。实验测试结果和理论分析、仿真模拟均相吻合。研究表明:设计球面和工作模式等相位面吻合得越好,电参数理论值和仿真值间的差值越小,固有品质因数越高,杂模对工作模式的干扰越小,谐振曲线越对称,从而提高复介电常数的测试精度和准确度。所得结论对于开放式谐振腔的设计、加工、装配以及介质测试均具有重要的指导意义。     

一种新的复介电常数自由空间测量技术研究

提出了一种新的复介电常数的自由空间测量方法,该方法将介质周期结构引入到复介电常数的测量中。运用多模网络理论与严格的模匹配技术,系统分析了加损耗样品层的介质周期结构的散射特性,详细研究了样品复介电常数对反射峰幅度和中心频率的影响。该测量方法不仅克服了传统自由空间法的不稳定性和相位模糊性问题,而且具有谐振法可以对低损耗介质精确测量且测量过程简单的优点,为复介电常数的精确测量提供了一种新的测量方法和重要的理论指导。     

一种准光带阻滤波器的仿真与实验研究

对中心频率为225GHz的谐振环结构(SRR)带阻滤波器进行了仿真分析和实验研究。采用HFSS仿真模拟技术,研究了SRR开口宽度、线宽、加载介质以及极化角度等相关参量对其谐振特性的影响。结果表明,该带阻滤波器的频率响应特性对场极化角度的敏感性很低,具有较好的稳定性;实验中测试到样品的中心频率为225.6GHz,与仿真结果有一定的偏差。通过进一步分析发现,影响频率偏移的主要因素是样品的实际尺寸偏小和介质的介电常数偏大,导致实际测试响应频率小于设计值。     

转移矩阵法的纳米波导导波特性分析

一种新型纳米光波导结构,由二氧化硅/硅/空气/硅/二氧化硅五层介质构成,将光能量限制在低介电常数的中间空气狭缝中传输,利用转移矩阵法对其传输特性进行了详细分析,推导出了TM模式的本征色散方程,给出了TM模式电场和磁场分布以及电磁场能量分布的解析表达式.进而利用图解法求解了本证色散方程,分析了硅层和空气层厚度对电磁场能量分布的影响,给出了波导的优化尺寸均在几百纳米左右.对于波导存在一种和两种TM模式的情况进行了分析,单模情况(只存在TM0模)要比多模情况对光能量限制好很多,在多模情况下高阶模要比低价模对光的限制好,这是和一般传统波导不相同的地方;同时光在导波层(低介电常数的介质层)的传播速度要小于光在相应介质中的传播速度,即表现出慢波特性.     

铷原子频标中微波谐振腔加载特性的微扰法分析

本文用微扰法分析了铷原子频标中圆柱形谐振腔内紧贴内壁加载一薄玻璃腔泡后对谐振腔谐振频率产生的影响.通过理论推导得到了由玻璃介质引起的谐振频率偏移的解析式,并对TE011模的谐振频率与玻璃厚度、径向长度的关系进行了数值计算与分析,得到了该种谐振腔的谐振频率随介质厚度和径向长度的不同而发生变化的曲线.结果表明,谐振腔加载玻璃腔泡后的谐振频率较空腔时变小,但随着腔壁厚度增大逐渐减小,而随着径向长度增大谐振频率先减小而后增大.以上结论对于微波谐振腔在原子频标中的设计应用有着一定的指导价值.     

利用开放谐振腔在68.5GHz精密测量电介质参数

本文介绍了一个工作在68.5 GHz、以开放谐振腔为核心的电介质参数测试系统。其工作原理是,以锯齿波对4mm速调管进行扫频,1.25cm体效应管振荡器的注入锁定信号作为本振;改变腔长使开放腔谐振于68.5 GHz;检测从三次谐波混频器输出的中频信号得开放腔的谐振曲线。作者利用这个系统测量了聚四氟乙烯、石英玻璃和TPX等材料的介电常数ε_r,和损耗角正切tan δ;分析表明,系统的ε_r和tan δ测量精度分别为10~(-3)和10~(-5)量级。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。