径向偏振光瞳滤波共焦拉曼光谱显微系统研制

针对共焦拉曼系统空间分辨力提升的迫切需求,研制了一套径向偏振光瞳滤波共焦拉曼光谱显微系统(RPCRS)。该系统利用径向偏振光发生器(S波片)将激光器发出的线偏振光转换为径向偏振光;然后,利用光瞳滤波器对径向偏振光进行调制,从而压缩拉曼激发光斑;最后,利用共焦针孔消除焦点外位置的拉曼散射光,进一步提升共焦拉曼显微系统的空间分辨力。该系统具有较高的空间分辨力和横向灵敏度。以周期性刻线和标准台阶作为测试样品进行实验,实验结果表明,RPCRS的空间分辨力可以达到240 nm,横向灵敏度相比普通拉曼共焦系统提升了46.5%,测量标准不确定度为18.87 nm。该系统可用于高空间分辨共焦拉曼成像。     

实用光声光谱实验系统

根据光声光谱技术原理,建立了一套由氙灯和单色仪等组成的实用光声光谱实验系统。该系统的光谱范围在360nm~2500nm内连续可调,波长分辨力达0.1nm,测量灵敏度高,使用调节方便。已用于无机物、有机物、生物材料和空气污染物成分的测试,得到了一些有价值的结果。     

超精密掩模台位移测量系统热漂移研究

针对28nm浸没式扫描光刻机掩模台的光栅干涉仪位移测量系统,开展了系统热漂移研究,并进行了热漂移测试实验与结果分析。该位移测量系统采用外差对称式四细分的光路设计以及栅距为1μm的二维光栅,配合2048倍电子细分的相位计数卡,其系统分辨力达到了0.12nm。热漂移测试结果显示:该系统的热漂移X向为17.86nm/K,Y向为41.43nm/K。在光刻机掩模台的实际测量环境中,测量环境的温度波动稳定在5mK以内,此时系统的热漂移X向可以控制在0.09nm以内,Y向可以控制在0.21nm以内。实验数据表明系统的热漂移误差小于1nm,满足掩模台亚纳米位移测量精度需求。     

气/液两用型原子力显微镜及其应用研究

发展了一种气/液两用型原子力显微镜(AFM)系统,讨论了其工作原理,给出了优化的气/液两用型探头及扫描与反馈控制电路。利用该型AFM系统分别对大气环境下的硅片以及液体环境下的刀片和多孔氧化铝样品进行了扫描检测。实验结果表明,该型AFM系统在大气和液体环境中均可扫描获得理想的AFM图像,分辨力达到纳米量级,扫描范围可达4000nm×4000nm,可满足各种微纳米扫描测量的要求。     

大口径超光滑表面粗糙度非接触检测系统

介绍了一种应用激光双焦干涉原理测量大口径超光滑表面粗糙度的检测系统。该系统采用共路干涉和电子共模抑制技术,减小了测试环境的影响,消除了激光光强波动引起的系统误差。同时,采用紧凑的光学干涉头移动的扫描方式,因此能够测量大口径光学元件。系统的横向分辨力为0.5μm,纵向分辨力为0.1nm,系统的重复性优于2%。     

一种提高太赫兹波成像分辨力的方法

成像分辨力低是影响太赫兹波成像系统在质检、安全和医疗领域应用的重要因素之一。用返波管（BWO）作为太赫兹波辐射源搭建了一个连续太赫兹波点扫描透射成像系统。采用扫描步长小于系统聚焦光斑尺寸的方式获得样品物体的太赫兹透射图像,并利用增量维纳滤波法对该图像进行复原获得了超过系统衍射极限分辨力的太赫兹图像。实验结果表明该方法可以有效提高太赫兹波成像的空间分辨力。     

用于大气临边探测的高光谱成像仪研制

用于大气临边探测的高光谱成像仪是一种探测大气痕量气体的新型空间光学遥感仪器。分析了利用高光谱成像仪进行大气临边探测的原理,设计并研制了一台紫外/可见高光谱成像仪原理样机,该样机光学系统由前置望远系统和改进的Czerny-Turner光谱成像系统组成,工作谱段为280～390 nm和560～780 nm,通过转轮切换紫外、可见滤光片分别探测这2个波段。高光谱成像仪原理样机质量为15 kg,体积500 mm×350 mm×200 mm。对该样机的性能进行了检测并测量了低压汞灯的光谱。性能检测结果表明,空间分辨力为0.44 mrad,光谱分辨力为1.3 nm,均满足设计指标要求。该样机结构紧凑、质量小,在空间大气痕量气体探测领域有广泛的应用前景。     

一种新的光学相干层析成像中色散现象的补偿方法

光学相干层析成像技术中,样品的色散特性将降低获取图像的分辨力。通过实验获取了不同色散特性的样品的相干图像。实验采用中心波长为845nm,频谱宽度为26nm的超辐射光源。实验的样品为一块30mm厚的BK 7玻璃。根据光源的频谱信息和样品的色散系数,理论计算了OCT信号的包络,并与实验中测得的信号相对比。同时提出了一种新的数值方法,来补偿样品的色散。该方法可在时域或者频域OCT中方便地应用。通过实验验证了该方法的可行性。     

光栅式宏/微应变传感器的设计

为满足桥梁及深海设备对毫米级测量范围和纳米级测量分辨力的应变测量要求,设计了一种基于光栅莫尔条纹测量原理的宏/微应变传感器。该传感器由上下两个滑块构成,滑块之间不设置导向机构,而是由弹簧片连接,以避免被测件的横向形变对传感器上下滑块导向机构的影响并由此影响到传感器的安装条件。考虑到弹簧片能够对传感器支撑结构产生附加形变,对支撑结构的形变进行了理论计算和有限元仿真。理论分析和实验结果表明,在-2~2mm形变测量范围内,传感器的测量分辨力小于5nm,而由支撑结构产生的最大附加形变小于20nm。     

一种实用化双波长高精度光纤测温仪的优化设计

研究了一种利用钽酸锂热释电探测器实现的实用化双波长光纤测温仪。该测温仪由光学接收系统、信号放大与处理系统及显示系统三部分组成。依照单个探测器的温度分辨力和相对温度灵敏度、R(T)~T曲线的温度灵敏度以及抗反射辐射能力与各主要技术参数之间的关系,在考虑光路中的选择性吸收气体的影响及探测器的最小可探测功率的基础上,对其工作波长及波长带宽进行了优化设计。同时也分析了仪器的工作波长及波长带宽对温度分辨力及测温灵敏度的影响。结果表明,在测温范围400~1300℃内,当1λ=2.1μm、2λ=2.3μm、Δ=λ20nm时,其测温精度优于0.20%,满足实际需要。     

基于Internet的直流电机实验系统

基于Internet的并励直流电机实验系统融合了网络、自动控制、计算机实时控制和面向对象编程等技术,将真实的物理设备与网络相结合,从而为局域网和Internet用户提供了一个开放的实验平台,使用户可以通过远程登陆的方式进行直流电机类相关实验.该实验平台对远程教学有很大的意义.     

基于LabVIEW的双容水箱控制实验系统研究

设计了一种双容水箱控制实验系统,建立了双容水箱控制实验系统的数学模型,用MATLAB组件中的Simulink仿真工具建立了双容水箱PID控制系统的仿真模型,同时建立了不带PID控制算法的控制系统仿真模块,给出了两种模型的仿真结果。用LabVIEW编写了双容水箱实验控制系统的软件,给出了软件的前台界面及后台程序。此系统的使用可以满足对控制系统实验教学的需求。     

基于ARM架构的汽车雨刷系统的设计

针对目前汽车雨刷器市场的现状，提出基于红外雨滴传感器的汽车雨刷器控制系统的设计思路，阐述了汽车雨滴传感器的组成和工作原理，在此基础上给出了基于ARM架构的智能雨刷系统的硬件结构和软件架构，并给出了相应的实验数据和结论。实验结果表明，该智能雨刷系统性能稳定，可靠性高，实时性强，具有推广和应用价值。     

基于实时多任务操作系统的多传感器融合技术研究

本文分析了多传感器融合系统的结构特点,指出了目前研究工作中存在的影响系统实时性和实用性的因素。将实时多任务操作系统ＲＴＯＳ（Ｒｅａｌ－Ｔｉｍｅ Ｍｕｌｔｉ－ｔａｓｋ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）引入多传感器融合系统的研究中,以提高多传感器融合系统的实时响应。最后,介绍了ＲＴＯＳ成功地用于插接件快速测量系统的技术细节和实验结果。     

基于Fluent软件的三栅极P极特性研究

运用Fluent软件功能,对三栅极P极处产生等离子流体工作介质的特性进行了初步探讨;阐述了基于Fluent的三栅极P极特性及其参数化模型的建立过程,进行了参数化模型数值计算模拟实验分析;为三栅极P极特性的研究奠定了一定的基础。     

基于FPGA和单片机技术的FSK信号监测

FSK是铁路运行系统中的速度控制信号,为确保信号精度,运用FPGA和单片机技术设计了基于FSK信号特征和各项技术指标的实时监测软、硬件系统;通过对FSK信号测量数据的理论分析,建立了FSK信号低频、载频、相位数据的解算方法,通过实验数据验证,说明该方法简单、可行,实现了对FSK信号质量的有效检测。     

基于CQJCZ—A机械传动性能实验系统的综合创新实验的设计

介绍了CQJCZ—A机械传动性能实验系统的组成及工作原理,并利用该系统研究开发了一系列机械传动的综合创新实验,为更好地开展实验教学提供了有力的支持。     

"机电一体化系统设计与综合实验"的改革与实践

本文分析了现有“机电一体化系统课程设计”实践环节存在的问题,提出了将该实践环节改革为“机电一体化设计与综合实验”的必要性。详细介绍了“机电一体化系统设计与综合实验”的改革思路,FESTO模块化生产加工系统实验设备的选购、设计与综合实验指导教师的安排,设计与综合实验大纲、指导书、任务书等配套资料的编写,第一次设计与综合实验的开设过程,总结了机电一体化系统设计与综合实验的实践成果特色。     

基于网络的电路原理实验系统

介绍了基于Internet的电路原理实验系统,它综合运用了网络、电路设计、面向对象编程及数据库等技术,将真实的物理设备与网络相结合,为局域网和Internet用户提供了一个开放的实验平台,使用户可以通过远程登录的方式进行电路原理实验。该实验平台时改进远程教学有很大的意义。     

基于视觉伺服的倒立摆实验平台的研究

基于视觉伺服的倒立摆系统可为机器视觉和智能控制领域的研究提供一个很好的实验平台。对该实验平台的视觉采集系统、运动控制系统和系统软件结构进行了详细的介绍，对各组成部分的功能和设计原理进行了具体的说明。