基于旋转液体特性实验的激光双次反射法测重力加速度

旋转液体特性实验是大学物理实验中典型的综合实验项目,本文利用激光束在旋转液体表面的双次反射时的特性,确定了测量重力加速度的新方法。通过对比实验发现,本设计减少了原有单次激光反射测量重力加速度时的物理量数目,并有效提高了测量结果的精确度。

苹果品质检测的可见-近红外激光漫反射光谱图像法的方法研究

利用可见-近红外激光漫反射光谱图像法及化学计量学方法检测了苹果的可溶性固形物含量和硬度。为了消除苹果形状对品质检测的影响,分析了5个不同波长的激光(680,780,880,940和980 nm)照射在富士苹果果面形成的光斑图像,并通过一系列图像处理方法得出了的苹果形状修正算法。分别利用修正前后的光谱图像参数建立苹果可溶性固形物含量和硬度的偏最小二乘回归(PLSR)模型,模型预测值和真实值之间的相关系数从0.78和0.80分别提高到0.87和0.89。为了消除果面镜面反射对苹果内部品质检测的影响,文章提出了象素强度频率检测法,并比较了利用果面光斑图像中光强均值和不同强度对应的象素强度频率建立的苹果硬度和可溶性固形物含量的PLSR模型效果,得出象素强度频率的模型效果更好。苹果可溶性固形物含量和硬度PLSR模型中预测均方根误差(RMSEP)分别从1.28°Brix和8.23 N.cm-2降低到0.84°Brix和6.17 N.cm-2。

用激光反射光声法测定苯胺

提出了用激光反射光声法测定水样中的苯胺，对方法原理、实验装置以及苯胺的最佳显色条件进行了详尽的讨论。该方法的检出限为0．23ms／L，苯胺定量线性范围1×10-5～1×10－3mol／L（r＝0．9965），对1×10－5mol／L试样10次测量的相对标准偏差为1．8％，用本方法测定了几种废水样中苯胺的含量，回收率均达91％以上。

基于激光反射法的电磁机构动态特性测试技术研究

针对现有非接触式电磁机构动态特性测试所采用的图像处理方法存在数据处理量大且硬件成本高等问题,提出利用激光反射法对电磁机构衔铁运动位移进行非接触式实时测量的技术,通过光电位置敏感探测器(PSD)和数据采集模块直接获取衔铁的运动位移数据,利用测得的数据进行计算从而获得电磁机构吸合过程的相关动态特性。以电磁继电器为实验测量对象,分别对2种不同运动方式的直动式及拍合式衔铁进行测量,并将获取的2种衔铁位移动态特性与通过高速摄像机图像处理方法获取的动态特性相比,结果较为吻合,验证了所提出测量方法的正确性和可行性。该方法避免了接触式测量手段对衔铁运动带来的影响,且设计的测量装置具有结构简单、成本低、数据处理量小、适用范围广等优点。

基于激光反射层析法的换能器声场测量技术及仿真研究

换能器的辐射声场分布能够直接反映出换能器声学性能的好坏,若不能精确测量出换能器的辐射声场,则会对换能器的诊断和评估造成严重影响。从理论仿真的角度出发,推导了运用激光反射层析法重建换能器辐射声场的理论公式,着重利用推导出的理论公式对激光反射层析法进行了仿真计算。结果表明激光反射层析法能够精确地重建出换能器的辐射声场分布及声场中的声压量值,这为换能器的声场重建及声压测量提供了一种可行的方法。

激光反射法测量金属丝杨氏模量的改进

金属丝的杨氏模量是衡量其材质的重要参数,激光反射法相比于传统光杠杆法有所改进,但仍存在光斑较大,读数不易等误差,基于此现状,对激光反射法进行了改进,在光杠杆的平面反射镜上增加一条水平黑线。实验结果表明读取光斑暗线比读取光斑中心更为精确,与标准值吻合,标准偏差最小、实验精度最高。

激光反射光声测定及其应用

详细研究了激光反射光声法的测定原理、实验装置及影响参数。利用反射光声效应进行膜上痕量样品检测，对精氨酸定量线性范围达２个数量级（５×１０－２～５×１０－４ｍｏｌ／Ｌ）。检出限为１５２ｐｍｏｌ。方法用于药物中精氨酸的测定，结果满意。

激光三角法测距传感器结构设计与参数优化的研究

文章先通过分析传统的激光三角法结构和原理,进而引入一种反射式激光三角法测量模型,并推导出测距方程表达式,通过数学建模,并借助工程软件Matlab对反射式激光三角法测量模型成像透镜的物距、焦距、激光器光轴与成像透镜光轴的夹角、反射镜(M1)与反射镜(M2)的夹角、反射镜(M2)与线阵CCD传感器的夹角等关键参数对物体位移和分辨率的影响规律进行了定量分析和优化。最后对影响物体位移线性输出的误差进行了分析,并使用线性补偿的方式使物体和像点位移成线性,提升模型的测量线性度与精度。

铜单晶的定向方法研究

采用改进的垂直布里奇曼法生长出外观完整、表面光滑、尺寸为15 mm×35 mm的Cu单晶体,报道了一种铜单晶定向的新方法。将生长出的铜晶锭在浓度为40%的硝酸溶液中浸蚀10 min左右,晶锭表面出现取向一致的反光面,用激光正反射法对其表面的反光面进行初步定向,再参照X射线衍射回摆谱对晶面进行修正,得到了铜晶体的(111)、(200)和(220)晶面,进而得到任意所需的晶面。该方法对于制作铜单晶器件具有重要参考价值。

薄片式挠弹性器件漫反射激光三角法频率测量

分析比较了薄片式挠弹性器件自振频率测量的不同方法,进而提出了应用漫反射激光三角法实现对薄片式挠弹性器件进行非接触瞬态激励测量。该方法利用漫反射激光三角法测量摆动部分位移,避免了测量过程中位移与转动的干涉。测量采用瞬态激励效应来避免传统采用共振法测量频率时引入的外界干扰;根据测量信号特点,采用了最大似然法对测量模型求解。实际结果表明,标准测试状态下,瞬态激励法的测量精度比常规静态测量法提高约50倍,达到0.006Hz。

金属/非金属间界面热导的飞秒激光瞬态热反射法测量

搭建了飞秒激光泵浦-探测瞬态热反射测量系统,利用该系统测量Al/SiO2,Al/Si,Au/SiO2,Au/Si四种样品的界面热导.测量结果表明,对于同一种金属薄膜,基底热导率越低,金属与基底间的界面热导越小.通过引入DMM模型中的声子透过率,初步解释了实验结果.

反射式全光纤激光测速法在气炮实验中的应用

建立了用于一级轻气炮弹速测量的全光纤激光光束反射测量系统(All Fiber Optical Beam Reflectance简称AFOBR)，进行了弹速动态测量实验，并与传统的电探针测速技术进行对比。结果表明：与传统的电探针测速技术相比，AFOBR测速系统具有较高的测速精确度和可靠性，其速度测量的相对扩展不确定度小于等于0．5％。

电磁继电器动态特性综合测试系统

采用激光反射法使衔铁在高速线阵CCD上成像,通过对CCD数字图像信号的处理,得到电磁继电器衔铁的动作特性;并同步监测触点电压及线圈电流,在得到相应时间参数及电特性参数的同时,为在同一时间坐标下分析衔铁位移特性、触点状态以及线圈电流提供了测试手段。

基于飞秒激光抽运-探测法的微米结构热物性扫描成像系统

本文基于双波长飞秒激光抽运探测系统,建立了非接触式热物性扫描成像系统。实现对具有微米尺度结构材料的表面热物性扫描探测,空间分辨率为6μm。我们采用这种方法对Cu、Sn材料组成的微结构进行了扫描热成像。结果表明该方法可以实现微米结构材料的热物性扫描成像,但是热物性测量结果的准确性与待测样品表面粗糙状况密切相关。因此对于使用该方法进行微米分辨的热物性扫描成像时,对样品表面要进行有效的平滑处理。

PECVD SiN薄膜应力的研究

本文介绍以激光反射法应力测量装置研究PE CVD SiN薄膜的应力特性。并给出了SiN膜应力与淀积温度、气体流量比、膜厚、测试温度的关系、以及退火处理对膜应力的影响,得到了本征应力和热应力在总应力中各占的比例。

TDTR法测量高压高温下ZnO各向异性热导率

采用飞秒激光时域热反射法结合金刚石对顶砧装置与高温热台装置,实现了在0~8 GPa以及300~873 K下不同晶向ZnO的热性能表征。发现高压和高温下铅锌矿ZnO的热导率均存在各向异性,且热导率的压力依赖性呈非单调变化,热导率的温度依赖性呈单调变化。该研究有助于对高压和高温下宽带隙半导体的内部热输运机理的深入理解,并为寻找高热电优值材料提供思路。