基于数字微镜器件的光谱可调谐光源

以300 W高稳定性氙灯、前置聚光镜、凹面光栅平场单色仪、可编程控制的数字微镜器件(DMD)、后置聚光镜和积分球构建了光谱可调谐光源实验装置,进行了光源光谱辐亮度检测实验,获得了宽带和窄带模式下光源的光谱辐亮度测量结果。所研制的光谱可调谐光源实验装置可根据需要,通过编程控制,输出具有不同光谱分布的光辐射,表明了编程改变光源光谱分布的可操作性。     

不同水深水下湿法焊接电弧等离子体数密度研究

水下湿法焊接技术应用日益广泛,由于特殊的焊接条件,导致深水下其焊接质量亟待改善。通过搭建水下湿法焊接实验平台,压力罐调节气压分别模拟0.3, 20和40 m水深,界定焊接引弧阶段,分别采集三个水深环境条件下焊接引弧阶段的光谱信息及电压电流数据,采集光谱信息时利用光谱仪的延时触发功能,分别采集引弧5,10,15,20和25 ms时刻的光谱数据,对采集到的电弧光谱数据整理后进行诊断分析。诊断分析时结合NIST原子光谱数据库以及特征谱线的相关数据,得到各元素粒子的识别结果。对于高价态的元素离子态,因为其电离能比较大,激发电离程度会受到电弧温度变化的影响,不能仅靠光谱图进行识别诊断,还需要进一步对其组分进行数密度计算。结合水下湿法焊接电弧光谱诊断的信息和水下湿法焊接反应过程,确定出计算中要考虑的电弧等离子组分的18种粒子,求解由沙哈方程、解离电离方程、准中性方程、气体压力平衡方程等组成的方程组,采用牛顿迭代法对方程组进行联立求解,对于求解非线性方程组,采取分段赋值的方法,得到等离子体组分在三个水深环境下的数密度,并对其变化规律进行分析,探究不同水深环境对焊接电弧等离子体数密度影响及因素。研究表明各个粒子数密度在不同水深条件下的变化是非线性的,随着水深加大电弧数密度变化幅度也快速增大。随着水深的增加,电弧会受到压缩,但电弧不能无限制被压缩;粒子的电离受温度的影响,温度越大电离作用越强烈,但当温度升高到一定程度时,各个电离作用有其电离极限,粒子数密度也不会无限增大。通过不同水深条件下焊接电弧引弧阶段数密度的计算,对水下焊接电弧引弧阶段粒子产生的机理进行了研究,为提高水下焊接电弧稳定性及电弧模拟仿真计算等提供了理论依据。     

纳米柱表面等离子体共振的调制及其红外光谱增强特性研究

采用电子束直写光刻和离子束刻蚀的方法, 将具有不同周期的纳米金柱阵列制备于透明的石英衬底上. 通过对样品的透射光谱进行采集和分析可知, 改变纳米柱阵列周期可以实现在红外波段对局域表面等离子共振的精密调节. 实验结果表明, 在透射谱中共振谷的波长随着周期的增大而红移, 且红移的距离可以通过控制纳米柱阵列的周期进行调制. 理论模拟结果与实验结果在一定程度上相吻合. 此外, 还对不同高度的纳米柱阵列的透射谱进行比较和分析. 更进一步, 将制备的纳米银柱阵列和傅里叶变换光谱仪的ATR附件相耦合, 有效增强了葡萄糖溶液的吸收谱强度. 可见周期结构的纳米柱阵列可以有效增大样品表面的近场场强, 在信号传感和检测等领域有着广泛的应用前景.     

可压缩条件下超弹性电子封装材料中孔穴的增长问题

考虑了温度改变对高聚物材料体积变化的影响,将材料的不可压缩假定修正为可压缩假定。对具有neo-Hookea特征的高聚物电子封装材料在回流焊过程中由于湿热所引发的“爆米花”式的孔穴破裂现象进行了理论研究。利用有限变形的理论给出此类材料在计及体积改变效应下的孔穴增长和吸湿产生的蒸气压力与热应力之间的广义解析关系。该广义解析关系包含了不可压缩条件下的解析关系。分析结果表明：当温度改变引起的可压缩效应较大时,利用可压缩假定分析得到的极限载荷值与利用不可压缩假定分析得到的极限载荷值相比有所提高。但当温度改变引起的可压缩效应较小时,利用两种假定分析得到的极限载荷值相差不大。在温度变化范围不大的情况下,采用不可压缩的假定是合理的。     

动力系统试验自动紧急关机系统设计与建立

根据某型号动力系统试验要求,为了保证试验产品和试验台的安全,选取代表发动机工作状态的典型参数作为自动紧急关机判断依据,通过合理设置紧急关机判别准则,基于现有Pacific 6000数据采集装置建立了改进型红线报警系统进行在线实时检测。通过对系统硬件和软件的剖析、测试,得出该系统时间响应综合滞后偏差为0～0.25s。利用信号发生器模拟发动机真实工作参数值对传感器异常检测、发动机关机故障判定、数据存贮和事后查询功能进行了综合验证,系统无漏关机和误关机现象发生,为产品及试验台的安全提供了保证。可为其它故障检测系统建立和响应时间分析提供参考。     

微纳卫星COTS器件应用研究

大量采用宇航级元器件进行航天器研制的模式,由于其“成本高、研制周期长、元器件性能不足”等缺点,已经难以满足微纳卫星“周期短、成本低、集成度高”的要求。因此提出了在微纳卫星上使用COTS(Commercial off-the-shelf)器件的方法;针对微纳卫星的特点,首先分析了微纳卫星对COTS器件的需要和风险,提出了COTS器件微纳卫星应用的选用原则、选用依据;在此基础上经过分析,提出了COTS元器件微纳卫星应用流程,有针对性提出了COTS器件应用的器件级和板级筛选方法,并开展了COTS器件的微纳卫星抗单粒子效应加固设计,进一步提高COTS器件应用的可靠性。通过在轨应用验证,结果表明,通过该方法选用筛选的COTS器件,在进行有效加固后可以满足微纳卫星在轨稳定运行的要求,同时为微纳卫星降低成本缩短研制周期提供了保障。该方法对COTS器件在微纳卫星中的应用提供了一般性指导意义。     

Extra dimensions and atomic transition frequencies

New unification theories predict large extra dimensions （LEDs）. If that is the case, gravity would be stronger at short ranges than what Newtonian gravity predicts. LEDs could also have effects at atomic level. In this paper we propose a new method to constrain the size of ‘gravity-only’ LEDs by analysing how these LEDs modify the energy of the atomic transitions 1s-2s and 2s-2p （Lamb shift）, in the particular case of the hydrogen and muonium atoms. We estimate these effects by using Bethe＇s non-relativistic treatment of Lamb shift. In the particular case of three LEDs, which may be a candidate to explain the interaction mechanism of dark matter particles, we have found that current knowledge in atomic spectroscopy could constrain their sizes to less than 10 μm. Although our contributions do not reach the sensitivity given by SN1987a, they are still slightly better than recent constraints given by Inverse Square Law tests of the Eoet-Wash group at Washington University, which gave R3 〈 36.6 μm.     

Extra dimensions and atomic transition frequencies

New unification theories predict large extra dimensions (LEDs). If that is the case, gravity would be stronger at short ranges than what Newtonian gravity predicts. LEDs could also have effects at atomic level. In this paper we propose a new method to constrain the size of `gravity-only' LEDs by analysing how these LEDs modify the energy of the atomic transitions 1s--2s and 2s--2p (Lamb shift), in the particular case of the hydrogen and muonium atoms. We estimate these effects by using Bethe's non-relativistic treatment of Lamb shift. In the particular case of three LEDs, which may be a candidate to explain the interaction mechanism of dark matter particles, we have found that current knowledge in atomic spectroscopy could constrain their sizes to less than 10\,$\mu$m. Although our contributions do not reach the sensitivity given by SN1987a, they are still slightly better than recent constraints given by Inverse Square Law tests of the E\"{o}t--Wash group at Washington University, which gave $R_{3} < 36.6\,\mu$m.     

七十厘米流光室系统

本文描述70×50×（15×2）cm³双间隙流光室系统的设计、建造和性能。用一个25级Marx产生器（600kV）与四间隙圆柱形Blumlein线相连已成功地得到上升时间2ns、宽度10ns的快脉冲。该系统由三重大面积闪烁计数器望远镜选择宇宙线粒子触发,通过控制线路接一定的逻辑程序自动控制各组成部分协同动作。在杂质含量小于0.2％的情况下,先后在Ne及Ne-He混合气体中观察到流光径迹,并用国产示波器像机和28DIN底片得到了流光径迹照片。     

精密气动液压伺服系统用于傅里叶变换光谱仪光谱测量

讨论了傅里叶变换光谱仪动镜稳定平移的重要性,研制了以高压无氧氮气为动力源的精密气动液压系统用于推进在研傅里叶变换光谱仪“猫眼”动镜系统,并在此基础之上测量了ＺＹＧＯ干涉仪光源光谱图。