激光聚焦位置对半球腔约束等离子体光谱增强特性的影响

光谱信号增强是提高激光诱导击穿光谱技术分析性能的重要手段之一,对等离子体进行空间约束由于装置简单且约束效果好而常被采用,等离子体的特性会直接影响空间约束的效果,而等离子体的特性与实验系统中激光的聚焦情况密切相关,为研究激发光源的聚焦情况对半球形空腔约束等离子体光谱增强特性的影响,通过控制透镜到样品之间的距离(LTSD)来改变激光的聚焦位置,分别在无约束和有半球形空腔约束两种实验条件下,烧蚀合金钢产生等离子体,采集15个不同LTSD位置时等离子体的时间演变光谱,得到谱线强度和增强倍数随着LTSD和采集延时的二维空间分布图。研究结果发现:无约束情况下,谱线强度分别在LTSD为94和102 mm时出现峰值,在采集延时小于8μs时,谱线强度的最大值在LTSD为94 mm的位置,采集延时大于8μs后,谱线强度的最大值出现在LTSD为102 mm的位置;当用半球空腔约束等离子体,谱线强度先后在采集延时范围为4~10和12~15μs出现第一次增强和第二次增强。谱线强度出现第二次增强的主要原因是被半球腔内壁反射的冲击波与等离子体相互作用后会继续向前传播,遇到另一侧的腔壁再次被反射,进而对等离子体产生二次压缩。分析增强倍数随LTSD和采集延时的二维变化关系发现,第一次增强的最大增强倍数随LTSD的变化没有明显规律,增强倍数在2~6之间波动;谱线第二次增强时的增强倍数相对较高,最大增强倍数随着LTSD变化呈现出先增大再减小,然后再小幅增加后降低的变化规律,在LTSD为96 mm时达到最大值,两条谱线的最大增强倍数约为6倍。分析出现最大增强倍数对应的延迟时间发现,第一次增强出现的最优延迟时间在6~9μs之间变化,当LTSD在85~93 mm范围时,最优延迟时间保持不变,当LTSD在94~105 mm时,出现先降低再增大的变化规律;第二次增强出现的延迟时间主要在14~15μs,随着LTSD的变化没有明显的变化规律。

基于半球谐振腔的微光学加速度计结构设计仿真研究

将微纳半球谐振腔与微机械加速度计结构相结合,设计了一种基于半球谐振腔的微光学加速度计。首先分析了微光学加速度计的基本工作原理,接着分析了反射膜和增透膜材料对微纳腔影响规律,并利用时域有限差分(FDTD)光学仿真软件进行仿真测试,研究了不同膜厚对谐振腔谐振效果的影响。最后基于光强解调原理,利用仿真软件得到光强信号与变化腔长的关系,实现了对输出光强信号的解调,从仿真角度验证了本方案的可行性。

在数控铣床上用端铣刀加工半球型腔的方法

在数控铣床上加工半球型腔,用端铣刀替代球头铣刀可以节省刀具费用,降低生产成本。

改进半球形腔式吸热器热性能数值模拟

基于计算流体力学理论建立的计算模型,运用Fluent软件对适用于碟式斯特林太阳能热发电系统5种弯度的改进半球形腔式吸热器的热性能进行了数值模拟对比分析。通过模型验证得出,采用定壁温考虑吸热器整体的热性能、应用S2S模型考虑辐射和用瞬态计算方法考虑密度项是可行的。在采光孔朝下时,随着弯度的增大,吸热器对流和辐射热损失、辐射和总努塞尔数均增大,而对流努塞尔数却减小,辐射热损失占总热损失的大部分。综合结果表明,改进半球形腔式吸热器的最佳弯度为0.4～0.5。

半球型腔的宏程序加工

本文介绍了应用手工编程中宏程序的二重循环功能及子程序功能加工半球型腔的鳊程方法。对中心企业具的较强实用价值。

碟式太阳能半球形腔式接收器热性能影响因素的实验研究

设计制作了一个半球形腔式接收器,将其安装于一碟式聚光器焦点位置,以水作为工质对其进行了热性能的实验研究。在室外条件下,研究了直接辐照度、流量对接收器热性能的影响,结果表明:接收器热功率和热效率都随流量的增加呈增大的趋势,随着流量继续增加,增大趋势变缓;热功率随直接辐照度的增加而增大,热效率则相反。

反射圆锥几何参数对半球形吸热器光学性能的影响

基于Tracepro光学分析软件,以实验室自行研发的碟式太阳能聚光器-半球形腔式吸热器系统为对象进行三维实体建模,探寻放置腔体穹顶的反射圆锥几何参数(圆锥锥角)对吸热器性能影响规律,同时探讨吸热器采光口距聚光器焦点平面距离L对吸热器性能影响。模拟结果表明:反射圆锥半径为20 mm,锥角α=120°时,半球形腔式吸热器光学性能最优;吸热器采光口距离聚光器焦点前后变化时得出各参数呈正态分布。可为碟式太阳能聚光反射系统的设计和优化提供参考,并为下一步的实验研究提供基础。

硅半球深腔结构无损检测技术

半球深腔的加工质量是决定硅基MEMS半球陀螺精度的关键因素之一,及时检测半球深腔的形貌参数并将其反馈至加工过程,是确保高性能MEMS半球陀螺研制成功的重要措施。由于硅半球深腔的深度较大,台阶仪和光学显微成像系统无法对半球深腔的形貌特征进行有效测量。因此,需要将硅深腔结构剖开后采用扫描电镜(SEM)进行检测。这种检测方式时间周期长,且属于破坏性的样本检测,效率和测试精度都较低。提出以硅半球深腔为模具,利用PDMS铸模将硅半球深腔的结构尺寸和表面形貌转移到PDMS凸起的半球模型上,通过检测PDMS半球模型的尺寸结构和表面形貌,即可反推出硅半球深腔的尺寸特征。经实验验证,脱模后的PDMS模型可以准确地反映出半球深腔的尺寸信息,测量结果的不确定度小于5‰,有效解决了硅半球深腔无损检测的难题。