单泡声致发光研究

介绍了作者在研究单泡声致发光SBSL动力学特性和发光特征方面的进展情况 .用气泡振子模型 ,研究了在不可压缩、粘滞流体中气泡近球对称运动的动力学行为 ;运用Mie散射理论和Dave倒推算法 ,系统地计算了适用于单泡声致发光的Mie散射测量参数 ;实验给出单泡发光强度的衰减特性、SBSL光强与频率的关系。

用改进的快速傅里叶变换法评估一维标准样板线节距数据

由于利用快速傅里叶变换(FFT)法定量测量标准样板的平均节距时会因为频谱分辨率Δf有限而在数据分析过程中丢失信息,故本文对常用的FFT法进行了改进。首先在FFT的频谱中得到最大振幅值对应的频率分量fmax,使用二分法缩小fmax附近的频率范围;然后利用连续傅里叶变换法寻找更大的振幅值与更精确的f′max以求得更接近真实值的线节距。为了验证该方法的可行性,利用Matlab软件仿真被测标准样板(TGD1)的轮廓图,比较了FFT与改进后的FFT对不同扫描长度下数据的评估结果,并展示了改进FFT法评估时部分数据的运算过程。同时,通过计量型原子力显微镜实测20μm×2μm内的TGD1形貌。两种评估法下的数据比对结果显示:改进FFT评估后的线节距为(277.84±0.39)nm,符合标称值(278±1)nm,验证了改进后FFT方法对线节距求解的准确性与合理性。

光探测器响应度均匀性的自动测量装置

本文讲述了一种由光学系统、扫描平台、微机为核心组成的光探测器响应度均匀性的自动测量装置。光学系统产生φ0.2mm光斑;在微机控制下,平台可作X,Y方向的25mm平移及绕中心旋转,最小平移进退间距0.01mm,最小旋转角间隔1/24度。测量系统稳定性达0.05%,扫描系统的重复性在0.05%以内,被测探测器定位及光入射角调整误差0.23%,装置的总不确定度0.26%。

从黑体辐射标准到量子坎德拉

介绍了基于基本物理常数的国际单位制(SI)新定义的背景和框架。重点对作为国际单位制(SI)7个基本单位之一的坎德拉的可能变化进行评述。

面向新世纪的计量科技

计量科技属于国家的基础设施事业。它涉及国家可持续发展战略和公众利益。本文将就国际基本单位的复现和科学计量、知识型经济对计量科技的新需求、计量科技在可持续发展中的特殊地位。

基于探测器的成象光谱仪绝对辐射定标方法

用一组窄带滤光片、简易辐亮度计和硅光二极管探测器设计了绝对型光谱辐亮度计。精确测量滤光片的光谱透过函数，计算辐亮度计的视场，标定探测器的绝对光谱响应度，成为绝对光谱辐亮度计，用来标定成象光谱和其它光学遥感器，并与基于光谱辐照度灯进行辐射定标的传统方法进行了比较。结果表明，基于探测器进行辐射定标的方法是一种提高光学遥感器定标精度的途径，而且是佐证其它定标方法可靠性的一种手段。

单泡声致发光中气泡运动特性的Mie散射测量

运用光学Mie散射测量,实验研究了声致发光单泡的运动状态和发光光强受激励声场频率f及声压Pa变化的影响,结合动力学R-P方程拟合得到不同声压Pa下气泡半径随时间变化的动力学特征曲线——R(t)曲线,定量确定了气泡平衡半径Ro和压缩比Rmax/Ro,并通过气泡振子模型给出的势能方程估算了气泡塌缩阶段的能量损耗。结果表明:适当控制谐振频率(△f/fo-10-4,fo=21 kHz)和声压(1.2 atm-1.5 atm)可实现稳定的单泡声致发光;并且随着Pa的增大,气泡压缩比增大,回弹势能占总能量的比值逐渐减小(10-1-10-3),气泡在膨胀相聚集的大部分声能很可能以激波和热能形式释放。

高斯激光驻波场沉积Na原子的量子理论分析

利用量子理论,通过CRANK-NICOLSON数值方法对23Na原子受激光驻波场作用的物理过程进行模拟.模拟结果表明:正失谐时,原子以λ/2为周期会聚在驻波光场中波节处.随着光势阱加深或原子纵向速度改变,原子会聚结果分别符合薄透镜、厚透镜及沟道化模型.厚透镜模型中,当原子纵向速度增加,原子密度峰位置沿z方向向后漂移,峰在z方向半高宽增加.当激光功率增加或激光束腰减小,会聚面上峰半高宽减小,对比度增加,峰值增加.

自溯源光栅标准物质及其应用

纳米计量技术是纳米尺度上的精密测量技术,是先进纳米制造技术的基础。其中,溯源性是纳米计量的基础问题,而研制纳米计量标准物质是实现纳米测量溯源性传递、保证纳米几何量值测试的统一性和准确性的关键环节。为适应纳米计量扁平化量值传递溯源的要求,基于铬跃迁频率,采用原子光刻技术和软X射线干涉技术制备了1D 212.8 nm,2D 212.8 nm,1D 106.4 nm 3种自溯源光栅标准物质;在多层膜沉积技术研制硅纳米线宽结构的基础上,探索了基于硅晶格常数的硅纳米线宽自溯源型测量方法。在应用领域,开展了自溯源光栅对扫描探针显微镜、扫描电子显微镜等高精密测量仪器的校准研究。研究结果表明,自溯源型标准物质及其测量方法缩短了精密仪器和加工技术过程中的纳米长度计量溯源链,是先进纳米制造和新一代信息技术的有力支撑。

计算电容中Fabry-Perot干涉仪测量位移的相位修正方法

计算电容是复现电学阻抗单位的基准装置,利用计算电容值和量子霍尔电阻值可以准确计算出精细结构常数α.计算电容的本质是通过高准确度地测量屏蔽电极的位移,实现对电容量值的测量.因此,基于Fabry-Perot干涉仪的精密电极位移测量系统是计算电容装置中最为核心和关键的部分.在Fabry-Perot干涉仪测位移过程中,由于高斯激光束存在轴向Gouy相位,该附加相位将会引起相邻干涉条纹对应位移的变化(大于或者小于λ),导致位移的测量值与实际值存在偏差.本文阐述了高斯激光场的传播特性,利用高斯激光束在自由空间和透过薄透镜复振幅的变换关系,建立了计算电容装置中Fabry-Perot干涉仪透射光束的传输模型;通过对不同腔长的Fabry-Perot干涉仪透射光场相位的分析,获得了高斯激光束轴向Gouy相位修正与传输距离的关系.结果表明,当腔长从111.3 mm移动至316.3 mm时,在接收距离为560 mm的情况下,高斯光束轴向Gouy相位引起的位移修正的绝对值最小为0.7 nm,其相对相位修正量|δL|/|?L|=3.4×10^(-9).

铬原子束激光感生荧光稳频技术理论分析

在铬原子光刻中可采用铬原子束激光感生荧光(LIF)来实现激光频率的稳定,以满足原子光刻对激光频率稳定性的要求。激光感生荧光稳频技术除有很高的稳频精度以外,还可以获得相对于原子共振频率的一定失谐量。本文根据已有的实验条件和参数从铬原子束的速率分布、激光频率与荧光斑点中心横向位移的关系、二象限光电探测器测得的误差信号等方面对铬原子束激光感生荧光(LIF)稳频技术作了理论分析。

管道无损检测超声轮式换能器的研制

在导出柱坐标下多层媒质中波传播传输矩阵的基础上,选取合适的材料、参数,研制出超声轮式换能器,得到了与传输矩阵理论预期相一致的回波信号.自行设计研制了由超声轮式换能器、驱动系统以及微型计算机控制的信号采集与处理系统组成的管道爬行器.对PVC(polyvinyl chloride)管道上人造缺陷的实验测定结果表明,超声轮式换能器的测厚精度优于±0.2 mm.

蒙特卡罗方法数值模拟二维原子光刻

间距为半波长的纳米点制作可以进一步推动纳米计量的发展.基于经典粒子光学模型,采用蒙特卡罗思想提供初始条件,数值分析了偏振方向平行于光场平面、正交激光驻波场形成的光格点的汇聚与沉积特性.针对不同激光功率以及横向发散角分析了沉积纳米点的三维结构,同时也讨论了基板摆放位置对沉积结构的影响.数值模拟结果表明,在厚透镜及沟道化情况下得到了特征较好的纳米点.横向发散角以及基板位置的摆放是影响纳米点质量的重要因素.

铬原子束1维多普勒激光准直分析

为了研究预准直后铬原子束1维多普勒激光准直效果随着激光功率、激光失谐量和作用区域等各种参量变化的情况,采用适当步长的4阶 Runge-Kutta 算法进行了理论分析,得到了铬原子束1维多普勒激光准直效果与各种激光参量之间的变化关系。结果表明,铬原子束经过离坩埚口600mm、横向尺寸为5mm 狭缝预准直后,在激光功率为20mW、激光失谐量为-0.5Γ(Γ为铬原子的自然线宽)、作用区域为2倍最小作用区域的情况下,可以获得最好的激光准直效果。

激光准直铬原子束研究(英文)

利用多普勒原理对Cr原子束进行横向准直.为了得到好的激光准直效果必须首先把激光的中心频率稳定在偏离Cr原子共振中心频率-5±0.26 MHz的位置上.经过多次的理论与实验得出了优化的实验参量,并且得出如果探测光束与准直光束不平行会造成横向线宽的展宽.根据实验数据选择合适的实验参量,实现利用多普勒原理横向准直Cr原子束,得到准直后Cr原子束的横向发散角为0.48 mrad,横向温度为265μK.

声致发光单泡的Mie散射测量参数的理论计算

本文运用Mie散射理论系统地计算了适用于声致发光单泡的Mie散射测量参数。利用Dave倒推算法得出散射光强随半径及散射角的变化曲线I（R）、I（θ）,结果表明:适合于连续Mie散射测量、脉冲Mie散射测量及Mie散射定标的散射角及接收器张角是各不相同的。文中给出了合适的参数范围。

纳米计量与原子光刻技术分析

为了说明原子光刻(A tom L ithography)在纳米计量及传递作用中的特殊地位,首先对纳米计量标准及其现状进行了简要介绍,提出纳米计量中原子光刻的基本概念和优势,结合原子光刻实验装置对原子光刻技术的工作机理进行了分析。结果表明,可以通过原子光刻技术得到纳米量级刻印条纹,为纳米计量及标准传递提供更加精确的手段。最后对常见的2种原子光刻技术——沉积型原子光刻和虚狭缝型原子光刻进行了阐述,指出2者的不同之处,为不同条件下原子光刻提供了一定的借鉴。

^(52)Cr原子光刻制作纳米结构研究

纳米结构制作技术中,原子光刻具有独特的优势。为了能够达到纳米制作的要求,并得到所需的沉积条纹,设计了一套实验装置,并分别对原子光刻技术中的原子源、激光系统、稳频系统、原子准直系统和沉积结果进行具体的分析。根据所设计的实验装置,采用分步实验的方式,对各子系统进行了相关数据的采集和测试。其中,稳频精度达到了0．26 MHz精度,铬原子发散角经激光冷却系统由4．5 mrad降低到了0．9 mrad,最后沉积的纳米条纹间距为234 nm条纹高度约为0．276 nm。