用于评价金属试件腐蚀程度的红外成像方法

本发明提供一种用于测定金属衬底上腐蚀生成物数量和分布的红外成像方法。该方法先测定从未受腐蚀的金属衬底上反射的红外能量;然后测定从已受腐蚀的金属衬底上反射的红外能量;最后测定被腐蚀成分吸收的红外能量。通过测定被金属衬底上腐蚀生成物吸收的     

用吸收率测量溶胶-凝胶膜层的厚度

膜层厚度均匀性的测定或膜层厚度的定量化可能是比较困难的。现有的膜层厚度测试方法一般都是破坏性的,因此不能用于最终的产品。本发明提供一种可以有效测定涂在金属衬底上的溶胶-凝胶膜层的厚度的非破坏性方法,它能测定从没有溶胶-凝胶膜层的金属衬底上反射的红外能量的值、从有溶胶-凝胶膜层的金属衬底上反射的红外能量的值以及被溶胶-凝胶膜层吸收的红外能量的值,并能使溶胶-凝胶膜层吸收的红外能量的值与溶胶-凝胶膜层的厚度发生联系。     

不同表面结构、涂层的建筑玻璃后向散射特性的研究

本文报导了建筑市场上常用的玻璃材料如冕牌玻璃、花纹玻璃、钢化玻璃、建筑用宝石蓝玻璃、有机玻璃等以及经表面处理的喷砂玻璃和镀膜玻璃在１．０６μｍ或１０．６μｍ激光红外波段的后向散射特性。结果表明，散射强度与表面纹理结构、涂层材料的光学性质有关。对于降低玻璃表面镜反射来说，改变玻璃表面结构要比在表面镀增透膜更为有效。人为控制玻璃表面或涂层的光学性质可获得所需的散射特性。     

表面涂层红外散射空间分布的实验研究

测量了几种不同配比的SiN超细粉与塑粉混合喷制板在0.94μm激光辐照下的散射比空间分布。材料比例决定其散射特性,SiN粉比例较大时,散射特性较好。研究了有刷痕方向的红外涂层在10.6μm波段下的散射分布。发现刷痕方向垂直于入射面时散射较大。分析结果表明,选择合适的涂层表面可以控制表面辐射的空间分布特性。     

红外隐身涂层光谱发射率测量定标研究

受涂覆工艺、物理特性和气动应力等因素影响,飞机红外隐身涂层容易产生裂纹、剥落等损伤.监控涂层光谱发射率是红外隐身涂层状态监控的一种有效手段.光谱发射率监控设备的定标直接影响涂层光谱发射率测量结果的可信度,进而影响飞机红外隐身特性的评估结果.针对光谱发射率测量定标需求,研究了积分球定向积分反射比测量系统定标方法,并开展红...     

非均匀涂层的热辐射

考虑非均匀涂层自身辐射,以及对衬底辐射的透射和对外来辐射的反射,建立了热辐射传输方程;给出了涂层表观发射比和反射比的公式;并讨论了影响涂层辐射性能的诸因素。     

用于ArF准分子激光器的CaF_2衬底性能的实验表征

对用于ArF准分子激光器的CaF2衬底进行了表征实验研究。采用分光光度计测量了CaF2衬底的透射光谱和反射光谱,利用激光量热法测量了CaF2衬底吸收,分别利用原子力显微镜(AFM)和白光干涉仪(WLI)测量了CaF2衬底的表面粗糙度,并计算了功率谱密度(PSD)和表面散射,最后分别测量了CaF2衬底的荧光光谱、红外光谱和拉曼光谱。激光量热法测量5 mm厚准分子级CaF2衬底的吸收结果为922×10-6。AFM和WLI测得的CaF2衬底表面粗糙度均方根值分别为0.22和1.24 nm,计算表面散射损耗分别为0.005%和0.25%。荧光光谱在紫外(UV)级CaF2衬底中检测到Ce3+等杂质离子。红外光谱和拉曼光谱在CaF2衬底表面没有检测到水气和有机污染物。实验结果表明,激光量热法可以精确地测量和评价准分子级CaF2衬底的吸收,表面粗糙度的测量结果需要与散射的实测结果综合起来进行评价,荧光和红外等光谱技术是检测CaF2衬底内部痕量杂质及表面污染的有效手段。     

光学双向反射分布函数的测量装置研究

介绍了双向反射分布函数的测量原理和方法,搭建了双向反射分布函数的测量装置。该装置可以测量可见光和红外两个波段的双向反射分布函数。在可见光波段采用卤钨灯作为光源,采用光纤光谱仪作为光接收器,以10 nm的波长间隔测量双向反射分布函数。在红外波段采用碳化硅作为红外光源,采用热释电探测器作为光接收器,采用标准板相对定标的方法测量待测样板的双向反射分布函数。可见光波段双向反射分布函数的测量重复性不大于1.5%;3μm~5μm红外波段双向反射分布函数的测量重复性分别小于或等于2.5%、8μm~12μm波段的小于或等于3.0%。测量结果表明,该测量装置的有效性较高。     

用双向反射法测量漆层的红外发射率

介绍了一种常温红外发射率测量方法。利用双向反射分布函数测量系统,通过对物体表面双向反射分布的测量来获得其方向发射率。给出了测量原理、实验和分析。并对４种掺有隐身材料的灰、绿、草绿和黑色漆层进行了２．５￣１４．５μｍ波段的方向发射率测量。     

精密金属镜面技术中的一些问题

长期来,人们一直在改进金属镜面的物理及光学性能,来实现光学玻璃所能达到的面形精度、稳定性和表面光洁度(表面光洁度的均方误差为15～80埃)。用作金属镜面的材料(从红外、可见光到紫外波段)主要有:铜,铝,铍,钛,钼,不锈钢,钽,钨,铼,铱等。然而由于大多数金属的多晶结构,以致用常规抛光技术不能达到优质光学镜面所要求的超光滑(表面光洁度σλ)、低散射水平的要求。     

利用频率选择表面改善微波吸收材料S波段的吸波性能

研究了如何利用金属周期性频率选择表面(FSS)的频率特性来改善微波吸收材料S波段的吸波性能。利用频率选择表面的等效电路和传输线理论分析了FSS和吸波材料涂层双层结构的微波反射特性。采用基于有限元方法的电磁波全波分析软件设计并仿真分析了FSS的结构和尺寸,实际制作了FSS和吸波材料涂层双层结构,测量了微波反射性能。理论分析和实验研究表明,利用FSS可以明显改善吸波材料涂层S波段的吸波性能,展宽涂层的吸波带宽,从而改善吸波材料的低频吸波性能。     

金刚石薄膜的红外光学性能

采用热灯丝化学气相沉积法在硅衬底上沉积出金刚石薄膜，用傅立叶变换红外光谱仪分析独立式金刚石薄膜的红外光谱特性，其结果表明：在６．２５μｍ￣２５μｍ波段，平均红外透过率为６５％。由于生长的多晶金刚石薄膜粗糙表面，中红外波段出现红外散射损失，镀类金刚石薄膜后，红外散射损失可得到一定的程度的改善。     

基于结构光的镜面/漫反射复合表面形貌测量

光学三维测量技术以其非接触、无损及快速测量的优势被广泛应用于不同领域。已有的条纹投影和条纹反射测量术分别适用于漫反射表面和镜面表面。然而,航空航天和先进制造中存在许多漫反射和镜面反射表面同时存在的复合反射表面。提出一种基于结构光投影和反射的方法来实现复合表面形貌的快速测量。首先,投影仪投射蓝色正弦条纹图于被测物体表面,同时显示屏显示的红色条纹被镜面部分反射。其次,彩色相机采集经被测表面调制的变形条纹图。然后,从相机不同颜色通道中提取对应不同类型反射表面的变形条纹,并计算变形条纹图的绝对相位。最后,通过系统标定建立相位信息与深度之间的直接关系,得到被测复合表面的三维形貌。实验结果表明:该方法不仅能够有效地实现非连续复合表面物体的测量,还能够同时测量独立的漫反射和镜面反射表面的三维形貌。     

超光滑基片表面均方根粗糙度的测量

探讨根据测量的总积分散射定标得到表面均方根粗糙度的问题。利用基片的表面模型和积分球本身的结构特征,对测量的表面有效均方根粗糙度进行修正,得到的表面均方根粗糙度与进口表面测量仪测量得的值相差为０．１ｎｍ 左右。     

聚氨酯基红外-激光兼容隐身涂层性能研究

以三氧化二铬包覆片状铝粉粒子(Al/Cr2O3)为填料,聚碳酸酯基水性聚氨酯为粘合剂,涂敷于玻璃片上,自然干燥制得涂层。研究了粘合剂、填料及它们的加入量对涂层红外发射率和激光反射性能的影响。采用红外发射率测量仪和可调谐CO2激光器测试涂层在8～14μm红外发射率和10.6μm激光反射性能。结果表明:使用的粘合剂较普通水性聚氨酯发射率低,固定粘合剂量,改变填料加入量,涂层在8～14μm波段发射率和10.6μm激光的反射性能都随着包覆粒子的增加而减小,当加入量达到30%时,涂层的红外发射率可以降低至0.688,激光反射能量降至初始入射能量的1%,且涂层综合物理性能良好,达到红外—激光兼容隐身的要求。     

非制冷氧化钒红外焦平面像元光学设计与试验验证

非制冷氧化钒红外焦平面像元光学设计旨在提高像元对红外辐射的吸收性能。由于非制冷红外探测器的工作波段通常在8~14?m范围内,要求像元在这个波段内具有较高的红外吸收率。采用光学导纳理论,进行像元微桥结构多层光学膜系优化设计。在器件工艺过程中,调节了桥面膜厚和高度,使桥面与Si衬底上金属反射层之间形成一个谐振腔结构。通过红外傅里叶反射光谱和相对光谱响应测试分析验证表明:像元微桥结构光学设计后,增强了非制冷探测器微桥结构像元在8~14?m波段的红外吸收率和相对光谱响应。     

离子束溅射氧化物薄膜的中红外特性

以离子束溅射沉积(IBSD)方法制备了Al2O3、Nb2O5单层膜,用红外可变角度光谱椭圆偏振仪(IR-VASE)测试了薄膜的光学常数。用原子力显微镜(AFM)测量了单层膜的表面形貌及表面粗糙度,计算了单个表面的总积分散射(TIS)。以Nb2O5和Al2O3为高低折射率材料设计并制备了2.7μm高反射膜。最后对单层膜进行了环境实验检测。结果表明,制备的薄膜在中红外波段具有高的折射率和低的消光系数,光滑的表面特性和极低的表面散射损耗;在2.7μm波段没有发现由于水吸收导致的消光系数的增大;制备的反射膜在2.7μm反射率达到了99.63%,接近于理论计算值。薄膜顺利通过了一系列环境实验,显示其优良的环境稳定性。     

光学涂层的一些设想

近几年来,红外光学系统越加复杂,因此能量转换问题也就变得日益重要了。为使由局部透过红外能量的材料所组成的透镜系统获得合理的透过率,透镜表面应当涂上良好的抗反射涂层。但是,除了计算n~*=(n_1n_2)~(1/2)以外,不理想的涂层厚度和入射角对光学涂料性能的影响尚未作过考虑。结果,在一定情况下,未涂敷的透镜就可能胜过V 型涂敷的透镜。一般说来,可以说薄膜涂层给光学系统的利益要比光学设计人员所猜想的小得多。目前,大多数镀膜厂能在相当大的衬底(直径大于6～12时)上作涂料涂敷。如果衬底平滑或比较平滑,则它的厚度变化可达1%的十分之几,如果是涂敷曲面,就要选定额定中心波长和规定技术规格。用平滑的参考样品来检验技术规格,一般说来,镀膜厂不可能应用与系统中所用透镜有关的数据来测量透镜的透过率与波长的关系,一般的光谱光度计都是与     

国外专利介绍

用于评价金属腐蚀程度的红外成像方法美国专利US7057177 (2006年6月6日授权)金属会发生腐蚀现象,金属受腐蚀的程度一般都是靠检测人员通过肉眼检测的,这种检测多少有些主观性．因此,如果有一种能够测定金属衬底上局部或总的腐蚀程度和量的无损定量检测装置,那是非常理想的．本发明提供一种能够有效、客观地测定金属衬底或样品上形成的腐蚀成分的量和分布的无损检测方法．该方法是通过测定被腐蚀成分吸收的红外能量的值来完成腐蚀测定的,因为被腐蚀成分吸收的红外能量的值是与腐蚀成分的量相关的．     

不同表面结构,涂层的建筑玻璃后向散射特性的研究

本文报导了建筑市场上常用的玻璃材料如冕牌玻璃，花纹玻璃，钢化玻璃，建筑用宝石蓝玻璃，有机玻璃等以及经表面处理的喷砂玻璃和镀膜玻璃在１．０６μｍ或１０．６μｍ激光外波段的向向散射特性。结果表明，散射强度与表面纹理结构，涂层材料的光学性质有关。对于降低玻璃表面镜反射来说，改变玻璃表面结构要比表面镀增透膜更为有效。