纳米TiO_2/PC-PP光扩散复合材料的结构与性能

采用熔融复合的方法制备了纳米TiO_2/聚碳酸酯-聚丙烯(TiO_2/PC-PP)光扩散复合材料。分别采用SEM和DSC研究了纳米TiO_2/PC-PP复合材料的微观结构和等温结晶性能,并研究了复合材料的热稳定性与光学性能。结果表明:纳米TiO_2的加入使得光扩散体系中分散相的平均尺寸变小,形态更加均一,并且随着复合材料中纳米TiO_2质量分数的增加,复合材料的半结晶时间逐渐延长,总体结晶速率变慢。纳米TiO_2的加入使复合材料的初始热降解温度以及最终残余量升高,当PP中纳米TiO_2质量分数为5%时,复合材料的透光率达到80%,雾度为88%,此时纳米TiO_2/PC-PP复合材料的光扩散性能较好。     

用于钙钛矿太阳能电池光阳极的TiO2/ZnTiO3复合物的制备与性能

利用溶胶-凝胶法制备一系列不同Zn/Ti物质的量比的TiO_2/ZnTiO_3复合粉体,并借助XRD分析粉末的晶体结构。将复合粉末制备成膜作为钙钛矿太阳能电池的光阳极,通过SEM表征复合膜的表面形貌,并对所组装电池的性能进行测试。结果显示,Zn/Ti物质的量比对电池的性能有很大影响,当n(Zn)∶n(Ti)=1∶6时,组装的太阳能电池光电转换效率最好。     

染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的最新研究进展

纳米TiO_2是目前性能最为优良的染料敏化太阳能电池(DSSC)光阳极材料。结合近年来太阳能电池中TiO_2光阳极的研究进展,简述了TiO_2光阳极的制备方法,详细论述了其结构和材料方面(离子/元素掺杂、复合材料和表面处理)的优化及其敏化,并对其发展及应用前景进行了展望。     

光子晶体制备及其应用研究进展

综述了光子晶体的特性以及制备方法,分别介绍了光子晶体在光子晶体光纤、光子晶体滤波器、低阈值激光器、光子晶体结构色等领域的应用研究现状,展示了光子晶体器件的巨大发展潜力,并指出了光子晶体今后的研究方向。同时笔者认为将3D打印技术与光子晶体器件的制备相结合,对早日实现光子晶体器件的实际应用意义重大。     

微型滑块轴承润滑油膜厚度光学测量系统

针对微型滑块轴承润滑试验研究测量复杂、精度低、不能实时测量等问题,提出一种微型滑块轴承润滑油膜厚度光学测量系统。通过基于平行并联机构的调节装置实现试样与玻璃盘倾角的调节与固定,上位机控制电机带动玻璃盘转动形成动压油膜。通过光栅获取玻璃盘的实时转速,通过双色光干涉法利用光流算法和基于动态时间规整(DTW)算法实现最小膜厚的同步测量。在实验环境中,该系统运行平稳,对于宽度为0.8mm的滑块,倾角调节分辨率为1/7328,利用波长655 nm和532 nm的红绿双色光合成激光作为光源,实现膜厚在线追踪,可满足稳态以及时变的试验要求。     

基于结构光三维扫描技术的小尺寸轴同轴度精密测量方法研究

针对传统测量方法存在的准确度不高、检测速度慢等问题,该文提出一种基于结构光三维扫描技术的小尺寸轴类零件的同轴度精密测量方法。采用视频图像信息的采集、视频图像处理和三维模型重构等技术实现轴类零件扫描重建,运用点云数据处理系统和同轴度误差计算系统获取同轴度误差。选取一小尺寸轴作为研究对象进行试验,系统重复性测量的标准偏差为0.7μm,以同轴度测量仪测量的径向跳动数据作为参考,截面最大差值为8.2μm,测量结果满足要求。该文可为小尺寸轴类零件的同轴度检测提供参考。     

基于OTDR和光功率测试的光纤故障监测应用方法

为了降低光纤光缆故障率和缩短光缆网络故障诊断时间,提出了一种基于光功率测试和光时域反射仪的光纤故障监测方法;利用光功率测试技术对光缆性能进行实时监控并预警光缆故障;分析光纤功率衰减的原因,计算得到光缆修理增加的长度,设计了修正故障地点的算法;当光缆网络发生故障时,利用光时域反射仪测试故障位置,并利用误差检测算法对电缆衰减进行分析排除,对故障地点进行故障位置修正以便快速抢修;结果表明,该方法可以降低光缆网络故障率,在故障定位中可以提高光缆故障定位的精度,计算的故障位置与实际故障位置的误差不超过10m,可以进行实时快速的维修,对于运营时间较长的光缆网络的效果更明显,具有较好的应用价值。     

基于光声差分衰减频谱的骨质评估仿真研究

光声层析成像术(Photoacoustic Tomography,PAT)在骨组织微结构的量化评估方面具有潜力,但在传统PAT工作模式下,松质骨的固液两相多孔结构导致骨小梁等分布式光吸收成分激发的光声信号混叠,增加了定量分析骨微结构特性的难度和复杂度。针对这一问题,文章将PAT系统改进为偏心激励-差分检测模式,获取差分衰减频谱(Differential Attenuation Spectrum,DAS);并通过数值仿真计算和验证了松质骨孔隙率与光声差分衰减频谱特征参数的相关性。研究结果表明：提取的光声差分衰减频谱特征参数与骨头孔隙率呈强线性相关,基于光声差分衰减频谱的分析方法可有效实现骨质定量评估和诊断。     

微米级ZnS-Qds@聚硅氧烷核-壳型光扩散杂化微球的制备与应用

在液晶背光模组中通常使用扩散膜来提高光的散射效果,提高光的利用率。光散射粒子是影响光散射材料透光率和雾度的主要因素。有机硅微球由于热稳定性好,尺寸稳定性佳,粒径和折射率可以通过反应调控的特点,作为光扩散粒子应用于光扩散材料具有十分广阔的应用前景。本文通过在溶胶-凝胶法制备的聚硅氧烷微球上面沉淀一层被巯基聚硅氧烷包裹的硫化锌量子点(ZnS-Qds),制得微米级ZnS-Qds@聚硅氧烷核-壳型光扩散杂化微球,并制备了添加不同质量分数的杂化微球的光扩散膜。采用TEM、TEM映射分析、荧光光度计等测试手段对所制备的杂化材料进行了表征,并对用该杂化粒子制备得到的光扩散膜进行了光学性能测试。结果表明,ZnS-Qds@聚硅氧烷光扩散杂化微球具有核壳结构,平均粒径约3.6μm,壳层平均厚度为87.4 nm,平均粒径为2 nm的ZnS-Qds均匀地分散在壳层中。将该粒子添加到丙烯酸树脂中并涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上以制成光扩散膜,实验结果表明,当杂化粒子添加量从0wt%增加到20wt%时,光扩散膜的雾度从1.67%提高到91.11%,而光扩散膜的透光率仅从90.10%降低到82.57%。     

基于FPGA的多通道动态光散射自相关器的研制

为提高多角度动态光散射(MDLS)实验的测试效率与测量精度,开发了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多通道动态光散射自相关器。该自相关器利用FPGA同时采集4个散射角度的光子脉冲信号,实现高频脉冲计数和自相关计算;设计双计数器模块保证高频无丢失计数,结合片内环形寄存区与片外DDR3芯片实现动态存储数据;提出multi-tau相关器结构设计自相关器的相关计算模块,通过USB通信模块传输自相关计算结果。该自相关器利用有限的FPGA内部硬件资源,实现了多通道自相关运算,解决了大量计数数据的存储问题,提高了MDLS实验的测试效率。利用自相关器对50～200 nm的聚苯乙烯颗粒进行MDLS实验,实验结果与样品的标称粒径表现出良好的一致性,表明该设计能有效地表征颗粒粒径信息。