高反膜片均方根粗糙度的测量

针对特定的膜层结构 ,从理论上计算了膜片表面散射与表面均方根粗糙度的关系 ,根据测量的膜片表面总积分散射计算得到的表面均方根粗糙度与在长春光机所用由美国进口的WYKO表面测量仪测量得到的表面均方根粗糙度基本符合。除了在有明显伤痕的地方相差较大而外 ,它们相差在 1A°以内。

三维表面粗糙度的均方根斜率评定

基于分形几何理论，通过分析随机表面的轮廓谱矩和表面谱矩的特性，提出了三维粗糙表面的均方根斜率评定方法，并用平磨样块试验证实了该法的正确性。

三维表面粗糙度的均方根波长评定

基于分形几何理论 ,通过分析随机粗糙表面的轮廓谱矩和表面谱矩的特性 ,提出了具有均一性和随机性的三维表面的均方根波长评定方法 ,并给出了理论推导及计算公式 .还通过仿真模拟和对平面磨削试件的实测 ,验证了该方法的正确性 .结论表明 ,对于不满足均一和随机性的表面 ,一般其加工纹理比较明显 ,可直接在垂直于加工纹理的方向上进行测量和评定 。

利用散射辐射分布矩测量表面轮廓均方根斜率

为了利用激光散射分布测量表面粗糙度参数,从分析高斯粗糙表面非傍轴散射光能量的角分布特征与轮廓均方根斜率之间的关系,得到了利用散射角分布进行粗糙表面横向粗糙度参数的测量方法。提出了散射光的两个特征值:辐射立体角密度矩M(θ)和M(φ),用以表征散射光能量立体角分布情况,并给出了在非傍轴远场条件下的测量和计算方法。实验证明,给出的特征参数能够得到散射光能量立体角分布特征并可用于测量粗糙表面横向形貌参数。

基于神经网络与决策树的土壤粗糙度测量

利用野外拍摄照片判读土壤粗糙度是一种简单快速的测算方法。为了克服人工判读处理效率低、结果易受人为因素影响和目前的计算机自动读取结果易受野外杂草影响、自动化程度有待提高的缺点,提出了一种基于神经网络和决策树的土壤粗糙度测量方法。该方法在建立神经网络时充分考虑土壤边界线、白板边缘及参考方框的特征选取输入特征向量,消除噪声影响,实现图像边缘检测;并在此基础上建立决策树区分白板、土壤、参考方框等信息,完成土壤边界线和比例尺的获取。野外试验中不可避免有杂草和光照的影响,考虑到阴影、土壤和杂草色彩的差异性,决策树判决准则的选择不仅包含了纹理信息而且考虑了色彩信息。试验表明,基于神经网络与决策树的土壤粗糙度测量采用带有简单方框的参考白板能快速高效地从复杂的野外照片中获取土壤粗糙度信息,降低了拍摄要求。自动提取结果与人工判读相比,所得均方根高度的误差在5%以内,相关长度的计算误差在1%以内,具有较高的精度和可靠性。该研究方法为土壤粗糙度实时在线测算提供了有效的解决方案。

背光阴影成像技术表征ICF靶丸内表面粗糙度

发展了背光阴影成像技术,用于诊断透明ICF冷冻靶冰层内表面质量。分析了单层球壳阴影图像中形成亮环的物理机制。用光学追迹软件Tracepro模拟产生了透明单层球壳的阴影图像,用于研究亮环位置与球壳厚度及折射率的关系。建立了背光阴影成像实验装置,获得了透明单层球壳具有明显亮环的实验阴影图像。编制了阴影图像处理软件,获得了靶丸内表面1维功率谱曲线,并据此计算出靶丸内表面均方根粗糙度。理论分析、软件模拟及实验研究均表明,背光阴影成像技术是透明冷冻靶冰层内表面质量的有效诊断方法。

不同耕作条件下土壤表面粗糙度随时间变化规律研究

为了研究耕作后土壤表面粗糙度随时间变化的规律,通过采用3种不同耕作方式(铧式犁、浅松铲、圆盘耙),在耕作后45天内,每隔5天利用激光土壤表面粗糙度扫描仪测量土壤表面粗糙度的方法,分别研究了耕作后45天内两种粗糙度指数(均方根RMS和自相关长度ACL)随时间变化的规律。研究结果表明,无论以RMS或ACL为土壤表面粗糙度的指标,与耕后天数均为指数模型相关。其中,3种耕作条件下,RMS与耕后天数的相关性在0.88～0.93之间;而ACL与耕后天数的相关性更高,在0.94～0.95之间,通过本实验研究揭示了耕作后短期内土壤表面粗糙度随时间变化的规律,对粗细农业的具体实施具有一定的意义。

利用功率谱密度函数表征光学薄膜基底表面粗糙度

光学表面的表面粗糙度通常利用两个传统参数方根粗糙度σ和相关长度l来进行表征。主要就如何引入功率谱密度函数(PSD)表征表面微观形貌进行了初步研究。说明了一维和二维功率谱密度(PSD)函数的数学计算方法、PSD函数的物理意义,同时给出了PSD函数与传统的表面评价指标σ和l之间的关系。利用不同仪器对多种样品进行测试,在分析比较测试结果的基础上,总结了利用PSD函数评价光学表面粗糙度的优点。功率谱密度函数作为一个全面的光学表面评价参数,正得到越来越广泛的重视和应用。

岩石表面粗糙度的三维定量分析方法

为探究一种三维定量描述岩石表面粗糙程度的方法,通过非接触式超景深三维显微设备获取岩石表面三维彩色等高图,提取并计算三维彩色等高图上各像素点的坐标信息,提出"表面轮廓体积均方根"Vp描述岩石表面粗糙程度。研究结果表明:Vp值与标准轮廓曲线的JRC值、节理剖面系数Rp值均存在指数函数正相关,Vp值越大,粗糙度越大;Vp用于对比粗糙度差异性更直观,克服了粗糙度各向异性及不同方向上存在随机性的理论缺陷,设备及像素点统计方法具有较好的经济性、高效性。

录像带的表面粗糙度与磁特性的关系

人们知道,磁记录介质的表面粗糙度影响记录和重放特性。我们用于涉法对一系列VHS 录像带表面进行了粗糙度测量。业已发现磁带的信号输出电平和噪声与其均方根(rms)表面粗糙度有密切的关系(相关系数>0.95)。并发现随着表面粗糙度的增加,高频 RF 输出降低。这种关系在某种程度上符合三种理论模型。均方根表面粗糙度干涉法测量值乘以2.7,恰好等于计算出的磁头与磁带的间距(以下简称头一带间距)。

以激光散射立体角分布测量表面横向形貌参数

为了利用光学非接触方法测量表面横向形貌参数,从Beckmann-Kirchhoff标量散射理论出发,分析并得到了高斯粗糙表面激光散射能量的立体角分布特征与轮廓均方根斜率之间的关系。提出了散射光的两个特征值:经度及纬度辐射立体角密度矩,用以提取散射光能量立体角分布情况,并给出了利用数字图像信号在非傍轴远场条件下测量和计算特征值的方法。实验证明:给出的特征参数和测量方法能够得到激光散射立体角分布特征并可用于测量粗糙表面轮廓均方根斜率。

掠入射X射线散射法研究超光滑镜面粗糙度

在Xiaomin Tong等的理论上发展了一个二维理论模型,建立散射光强分布与超光滑表面功率谱密度(PSD)的关系。在上海同步辐射光源小角散射实验站上,用不同粗糙度的210 mm和320 mm长的超光滑反射镜进行掠入射X射线散射法(GIXRS)实验,测量散射分布并进行处理,计算出两块反射镜的表面均方根粗糙度(RMS)。与白光干涉法测量结果的比对结果表明,根据这种理论进行数据处理得到的RMS值,与白光干涉法的测量结果非常符合。

PVD Si涂层用于SiC陶瓷的表面改性研究

为了获得高质量的光学表面,采用RF磁控溅射法在RB SiC和SSiC陶瓷表面涂覆一层结构致密的PVDSi涂层。采用XRD、AFM和表面轮廓仪对抛光后的PVDSi涂层进行了表征,并在可见光波长范围内测量了涂层的反射率。结果表明,当RB SiC和SSiC陶瓷表面涂覆PVDSi涂层后,抛光后其表面缺陷明显减少,表面粗糙度的均方根RMS可达埃级,反射率提升幅度明显。并简单分析了反射率提高的主要原因。

GaAs/Si直接键合用GaAs表面化学活化技术

研究了GaAs/Si疏水性直接键合技术中GaAs表面化学活化关键工艺,对比分析了不同体积分数的HF和HCl溶液作为表面活性处理剂时对GaAs表面进行活化处理的结果。发现用HCl和H2O溶液处理GaAs晶片得到的表面均方根粗糙度要优于用HF处理得到的结果,并且将处理过的GaAs晶片与Si片进行直接键合,发现用HCl进行表面活化的GaAs晶片与Si片键合的成功率要高于用HF进行表面活化的GaAs和Si键合。在200,300和400℃条件下,采用HCl和H2O体积比为1∶10的溶液处理的GaAs晶片与Si片都成功键合,并且200℃条件下键合后的界面质量较好。

基于近景摄影测量技术的沥青路面纹理实时识别系统

为了实时获取沥青路面纹理信息并准确监测服役道路路面的抗滑性能,基于环形三相机近景摄影测量(CRP)技术提出并创建了一个获取沥青路面纹理信息的自动化近景摄影测量(ACRP)系统,实现了沥青路面表面纹理图像自动化采集及三维重建过程.首先对采集的路表纹理图像进行数值化处理;其次,在基于MATLAB与Python联合编程的三维重建模块中重建具有表面纹理的沥青路面三维模型,并提取沥青路面表面高程数据;最后,在三维重建模块中进行路表纹理指标参数的运算,并采用铺砂法、激光扫描法进行沥青路面纹理现场对比试验.结果表明,以平均构造深度与均方根粗糙度(RMSR)为路表纹理统计指标,ACRP系统获得的纹理信息具有较高的准确性与高效性,识别精度接近于0.02mm.ACRP系统提高了传统近景摄影测量的工作效率和精度,可为后续无人驾驶车辆安全制动提供实时、有效的路表抗滑信息.

冷等离子处理后PET织物的表面特征

本文采用原子力显微镜(AIN)研究了经冷等离子处理的PET织物的表面形态变化,定量地测出了处理后试样的表面均方根粗糙度和表面积的值。研究了PET织物的表面形态(均方根粗糙度和表面积)随着空气等离子处理时间和气体压力的变化规律。同时研究了He、Ar、SF_6和CF_4等气体作用条件下,PET织物表面特征随着气体压力的变化情况。在空气、He、Ar等气体作用下,主要是由于织物刻蚀作用而引起的表面形态的变化。对SF_6和CF_4两种气体来说,可能是由于氟原子接枝而在PET织物表面沉淀而不同。

改性剂对旋转法SiO2减反膜均匀性的影响

分析了采用旋转涂膜法制备溶胶-凝胶SiO2减反膜过程中条纹缺陷产生的机理,利用含氟醇类试剂对减反膜溶胶进行改性,使溶胶链段柔顺性及流动性得到改善。在光学显微镜下对改性前后的膜层进行了对比和分析,对膜层的表面形貌、表面粗糙度以及透射比等特性进行了表征。结果表明:溶胶改性之后的膜层未出现条纹缺陷,表面粗糙度均方根值从4.55 nm下降到小于1.00 nm,膜层表面质量有了较大提高;改性前后膜层的增透性能相当,在熔石英基片上制备的膜层峰值透射比为99.60%～99.89%,膜层激光损伤阈值为21.0～25.3 J/cm2。

增稠剂对涂层表面结构的影响

研究了涂层的表面结构与涂层透气度的关系,用对分布函数分析并比较了3种增稠剂(羧甲基纤维素、聚乙烯醇、碱润胀型聚丙烯酸乳液)对涂层的影响。探讨了表面结构是否与干涂层有关以及与传统方法比较对分布函数分析法是否能够反映额外的结构信息。研究发现,涂层的整体结构对表面结构没有影响;对分布函数是表征增稠剂对涂层结构影响的一种非常有效的工具。用平滑度(均方根粗糙度)和涂料粒子的有序性/无序性(有序区域)表征涂层表面,而这两个特征是由不同机理决定的。

基质表面PCC涂层的形貌与光泽度

增加涂料中柱状沉淀碳酸钙(PCC)颜料的含量,对基质(YUPO薄膜"合成纸")进行施涂。用原子力显微镜(AFM)对涂层进行拍照,图像三维结构参数分别为3、10和50μm;并通过粗糙度分析法对三维图进行分析。实验结果表明,涂布厚度相对较低时,涂层使基质表面变光滑(粗糙度尺寸为50μm),但却增加了3μm尺寸的均方根粗糙度(RMS);按TAPPI75°标准所测的光泽度与RMS成线性关系;光泽度随着偏斜度降低而增加。将该分析方法用于纸张涂布过程优化,以此为依据调整涂层结构使其处于最佳状态,能满足所需纸张表面特征的要求。同时,能更深入地了解涂布纸的表面形貌与光学性能的相关性。

薄Si膜对基底表面粗糙度的影响

利用ＺＹＧＯ光学干涉测量仪，散射积分测量法观测了光学元件表面均方根粗糙度．详细分析了薄Ｓｉ膜对基底均方根粗糙度的影响，由此认为薄膜并不总是复制基底表面的粗糙度，结果出现了薄膜降低表面粗糙度的现象．提出了一定厚度范围的薄Ｓｉ膜的表面粗糙度存在着一个稳定值的新设想．