激光偏转法测量固体的线膨胀系数的研究

介绍了一种利用激光偏转法,采用CCD作为检测元件的自动测量固体线膨胀系数的方法。给出了结构框图和程序框图以及精度分析,与以往传统测量方法相比,消除了主观误差,使测试结果更具客观性。     

固体激光材料研究的进展

本文评述了近期固体激光材料在高平均功率、高效率、可调谐、多波长等方面研究的进展。     

高应变率加载条件下固体材料动态断裂的理论研究

本文利用一维理想弹塑性流体力学模型,通过数值方法,研究了高功率脉冲强激光辐照固休靶材时,表面烧蚀压在固体靶材中产生的激波的形成、稳定和衰减过程。并分别利用累计判断和动态断裂准则,计算了铝靶中产生的层裂损伤。所得结果与国外有关数值模拟及实测结果较为一致。     

外差激光干涉测长非线性误差的消除

外差激光干涉仪能够通过光波细分达到亚纳米分辨率,因而在科学研究和精密机械制造中得到了广泛应用。然而,由于光学系统中不可避免的缺陷,导致被测信号中出现一个附加的相位误差,使测到的相位移和被测长度不呈线性关系,成为现有激光干涉仪难以逾越的精度极限。为此,通过光学相位补偿理论的研究得出一种消除激光干涉仪非线性误差的方法,它可以应用在大部分科学实验和工业制造中的纳米长度测量中,而且不论是一阶或二阶误差都可以通过这个方法被消除。     

可与固体激光器性能相媲美的陶瓷激光器

激光陶瓷是一种由细小、紧密填充的晶粒构成的马赛克结构。该材料除具有陶瓷的多晶体性质外，采用烧结方法制备的激光陶瓷还展现出非常接近于单晶的透明性和热机械特性。激光陶瓷对激光器性能起关键作用，特别是在光传输损耗、导热率、掺杂物质的吸收和发射特性以及光学各向异性等，这些特性匀类似于单晶激光基质的特性。     

基于法布里-珀罗低相干干涉的绝对距离测量系统

提出了一种基于光纤法布里-珀罗低相干干涉的 绝对距离测量系统,不仅能对绝对距离进行测 量,而且还能对温度、压力、应力等量进行绝对测量。系统利用闪耀光栅将来自法布里-珀 罗干涉仪的低相 干干涉信号进行散射,使不同波长的干涉信号由线阵CCD 不同的像元探测。利用CCD探测到 的干涉信号 相邻波谷的波数差得到法布里-珀罗干涉仪的腔长,从而实现绝对距离测量。与其它低相干 干涉测量系统相 比,此系统无需扫描干涉仪的光程,一次成像即实现测量。测量系统简单,测量速度快,对 静态物理量和 动态物理量都能进行测量。系统的光纤结构使得它还能进行远程测量。实验结果表明系统对 绝对距离测量的分辨率可达3.317 nm,10次重 复测量的标准差为10.7 nm。     

美国研究人员在固体材料激光冷却方面取得突破

据www.photonics.com网站报道,美国新墨西哥大学的一个研究小组研制出一种可用于机载/星载传感器的全固态激光冷却(光学制冷)技术。该小组的Sheik-Bahae教授表示,目前标准的多级热电(帕尔贴)制冷器仅可将某个器件(如探测器)冷     

基于选区激光熔化工艺的低弹性模量多孔材料的研究

依据人体骨骼结构的特点及力学性能要求,基于选区激光熔化工艺使用Ti6Al4V粉末,结合密质骨和松质骨的特点开发低弹性模量的多孔材料。通过与密质骨等密度原则确定的44.92%的孔隙率,并仿制松质骨的多孔结构建立模型,研究了不同能量密度(50 J/mm²、51.8 J/mm²)、不同孔径大小(500μm、1 000μm、1 500μm)对多孔材料相关性能的影响。研究表明,基于前述条件制备的体相多孔材料,成形性较好,孔径均匀可控,孔道贯通,外形尺寸可控;试样的孔隙率随孔径的增大而增大,小孔径下500μm的试样更接近设计的孔隙率参数;随着试样孔径的增大,孔径与抗拉强度成正相关关系,但弹性模量逐渐减小;试样实体部分成形质量较好,拉伸测试断口表明基本不存在裂纹等应力缺陷;各试样均不同程度地出现了熔化后的凝固缩孔,为粉末熔化凝固自然特性;多孔结构均能实现低弹性模量的设计要求,51.8 J/mm²能量密度下成形的试样在孔径500μm下的抗拉强度为70 MPa,弹性模量为18 GPa,更接近人体密质骨的性能。     

Out-of-plane thermal expansion coefficient of biphenyldianhydride-phenylenediamine polyimide film

The out-of-plane thermal expansion coefficient α_⊥ of biphenyldianhydride-phenylenediamine (BPDA-PDA) polyimide thin film between 20 and 400°C has been measured using a laser spot scanning interferometer. The α_⊥ varies from 100 ppm/°C at 20°C to 400 ppm/°C at 400°C. As the result of highly anisotropic microstructure, the α_⊥ is much larger than the in-plane thermal expansion coefficient α_∥ and increases dramatically when the temperature exceeds the glass transition temperature (≈320°C).     

高膨胀系数玻璃-陶瓷复合材料的性能研究

选用具有良好介电性能和膨胀性能的硼硅酸盐(SiO2-BaO-B2O3-Al2O3)和石英,采用固相法合成了一系列具有高热膨胀系数的玻璃-陶瓷复合材料,并对这些复合材料进行了XRD、SEM分析,及其热、力、电性能的测试。结果表明:所制复合材料的热膨胀系数和弯曲强度随着石英含量的增加而增大,其相对介电常数则随之减小。石英质量分数为40%的复合材料在980℃烧结时,析出了大量的方石英相,复合材料的热膨胀系数增大。最终制备的复合材料具有高的热膨胀系数[(10.3～25.5)×10-6/℃]、较高的弯曲强度(146MPa)、较低的相对介电常数(5.6～6.4)及介电损耗(0.10%～0.30%)。     

微型光纤F-P传感器用于材料热膨胀系数的测量

针对传统方法测量材料热膨胀系数受外界环境因素 影响较大和测试方法较为复杂,提出了 一种采用微型光纤法布里-珀罗(F-P)传感器测定光纤自身以及金属Al件热膨胀系数的 新方法。 采用HF腐蚀光纤的方式制作F-P传感器的工艺,在30～120℃的温度 范围内测得裸光纤的热膨胀系数为 5.2E-8K-1,同时将F-P传感器粘贴在金属Al件上,测得金属Al的热膨胀系数为23.25 E-8K-1。实验结果对比材 料自身在常温下的理论值具备很高的一致性,分析了误差产生的原因。实验结果表明,微型 光纤F-P传感器的制作工艺简单,测试方法稳定可靠,同时可以推广至高低温等恶劣环境下 的应用。     

激光熔覆层热膨胀系数对其开裂敏感性的影响

通过适当调整Fe-Cr-Ni合金的成分,改变其热膨胀系数,用以进行激光熔覆,并研究熔覆层的开裂敏感性,结果表明降低熔覆层热膨胀系数有利于明显减小激光熔覆层的开裂敏感性.对此进行了较详细的分析,并为解决熔覆层开裂,提出了熔覆合金与基材间热膨胀系数差值要有合理范围的观点.     

Study on the thermal properties of doped PMMA systems

The thermal optical coefficient (TOC) and volume thermal expansion coefficient (TEC or β) of poly(methyl methacrylate) (PMMA) polymers doped with azobenzene dyes were investigated. A novel approach for determining the TEC has been suggested and a non‐linear variation in the TOC with increasing wt% of the dopant has been observed and tentatively explained. In addition, the refractive index (RI) contrast necessary for forming a waveguide was demonstrated to be easily achievable by adding a higher‐refractive‐index material to the blank polymer. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

液体光吸收系数测量的研究

该系统采用双光路差比原理 ,通过测试信号和参考信号的比较处理 ,消除了整个系统中各部分相同性质的误差 ,从而提高了整个系统精度 ;为了消除液体中微小颗粒的光散射对吸收系数测试的影响 ,本系统采用了镀膜反射光管收集散射光 ,该技术对于不均匀介质吸收系数的测量特别是减少散射对光吸收系数测量的影响这一难题提供了一种解决方法。该测量系统测量精度为 0 .0 0 0 5 /m ,相对误差小于 10 %。本系统在设计开始就注意到系统各部分的可移植性 ,为以后整个系统的改进和扩展留有余地     

长脉冲泵浦的Nd:YAG激光棒中热效应的测量

报道了一种长脉冲泵浦条件下Nd:YAG激光棒热透镜焦距和温度梯度导致的光走离角测量方法。该方法通过高速相机以5 khz的拍摄频率获取TEM00模He-Ne激光的光斑尺寸和位移变化,运用光学矩阵、q参数和ABCD法则,计算得到了动态热透镜焦距和光走离角。经多组测量发现:热透镜在泵浦期间表现为负透镜,泵浦强度越强焦距越短;在这些测量中出现的最短焦距约为-0.33 m;光走离的变化和热透镜焦距的变化几乎同步;光走离的方向限制在一个特定的子午面内;走离角随泵浦增强而增大,最大走离角同样出现在泵浦结束后,大约为3 mrad。     

Formation of silicided,ultra-shallow junctions using low thermal budget processing

The tradeoffs involved in alternative processes for the formation of ultra shallow junctions are described. Low energy implantation, preamorphization to eliminate channeling and low thermal budget processing are adequate to form junctions that are 0.1 to 0.3μm deep. For junctions less than about 100 nm, however, the enhanced diffusion resulting from the amorphization implant reduces its benefits. Athermal diffusion can result in considerable junction motion even when low thermal budget processing is used. Junctions this shallow typically require silicide or metal cladding to reduce the sheet resistance; however, the dopant redistribution associated with siliciding pre-existing junctions increases the contact resistance which diminishes the potential benefit of silicidation. In addition, high leakage can result from excessive silicon consumption. While the use of silicide as a diffusion source can overcome some of the limitations of silicided junctions, this technique can be especially hindered by slow dopant diffusion or compound formation in the silicide and by the limited thermal stability of the silicide. One outstanding issue associated with silicide diffusion sources is understanding the seemingly enhanced diffusivity of dopant in the silicon.     

Microstructure and thermal expansion properties of invar-type Cu-Zn-Al shape memory alloys

The effects of grain size, volume fraction of the α (fcc) phase in the β (bcc) matrix, and thermal stability on low thermal expansion (LTE) properties of Cu-Zn-Al shape memory (SM) alloys induced by cold rolling were investigated by dilatometry, optical microscopy, differential scanning calorimetry, and electrical conductivity measurements. The alloys with the larger grains showed a superior two-way memory (TWM) effect, wider LTE temperature intervals with excellent thermal stability under 80°C. The α+β two-phase alloys also exhibited a good combination of cold workability and LTE properties. These results suggest that the Cu-Zn-Al alloys with high electrical conductivity of about 20% International Annealed Copper Standard (%IACS) have high potential as a new class of Invar alloys that can be applied in various fields.