在以激光作为测试光源的高精度测试装置中,激光器实际输出的束形参数值与其标称值的偏离会直接传递并影响到后续测试结果的准确度。提出一种基于CCD的多点测试方法,此方法在不降低测量精度的条件下可实现激光束形参数的简便测试。在搭建的测试装置上实现了633 nm HeNe激光器束腰半径、远场发散角和M2质量因子的测量,可以方便地评价激光光束质量。将束形参数简便测试方法的结果与法国Phasics公司的SID4波前探测器的测量结果进行了比对,结果表明,激光束形参数简便测试方法不仅能用于激光束形参数的简便检测,而且具有较高的精度。

氮氧化物(NOx)在工业生产和科学研究中具有重要的应用。通过多通道快速质谱碎片扣除的方法来测定气体中氮氧化物的含量,旨在实现在线多通道同时快速准确分析一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。方法的稳定性较好,一氧化氮和二氧化氮的稳定性相对标准偏差分别小于1.07%和1.23%。该方法具有快速分析的特点,30 s内完成流路切换、进样和样气平衡到检测报告样气组分的全部过程。该方法已分别用于单通道和多通道切换检测氮氧化物含量,所得结果准确。结果表明,多通道质谱干扰离子扣除法可以成功地应用于气体中NOx含量的快速多点动态监测。

实验比较数字移动终端和数码照相机在影像传感器缺陷、白平衡、动态范围、色彩还原、像面亮度均匀度、典型照度下成像性能方面的差异,并对实验数据进行处理分析,得出数字移动终端与数码照相机在成像质量方面的差异,为摄影艺术,特别是商业摄影提供技术借鉴。实验的检测方法主要参照《GB/T 29298-2012数字(码)照相机通用规范》和《YD/T 1607-2007 数字移动终端图像及视频传输特性技术要求和测试方法》。实验结果表明,数字移动终端和数码照相机在白平衡、动态范围、色彩还原、典型照度下成像性能方面存在不同程度的差异。

针对精密光学系统中对高精度光学非球面元件的加工需求,设计磁性复合流体抛光的直线光栅式运动轨迹,并通过运动轨迹和非球面方程计算出各抛光加工点坐标。根据工件表面形貌和抛光头运动姿态设计了抛光加工路径,建立各抛光加工点间的弓高误差模型,通过模型对工件表面弓高误差变化规律进行仿真分析。仿真结果表明,弓高误差会随着Y轴上步长的增大而增大。这对非球面超精密加工具产生了深远的影响,促进了光学元件超精密高效制造技术的发展。

光学检测的指纹图谱具有专属性强、稳定性好、重现性好的特性。通过离子迁移谱毒品探测仪(IMS)与易制毒化学品拉曼快速检查仪分别采集离子与拉曼光谱的双谱图数据,然后将两个谱图进行创新数据融合后,结合主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)分类法对毒品进行鉴别。实验结果表明,融合后的数据相较于分别用单谱图数据进行鉴别,有效提高了对毒品的识别率和准确性。为鉴别毒品提供了一种安全、快速、可靠的新分析方法。

介绍了国内外激光扩束系统的研究现状,阐述了低倍率扩束系统设计原理,选用没有内部焦点的倒置伽利略式望远镜系统结构设计了一个无焦变倍的激光扩束准直系统。在Zemax软件中实现变倍扩束系统初始结构的设计,基于Zemax的REAY优化函数对光学系统中透镜的曲率半径和间距进行优化,实现5~25倍的连续变倍激光扩束。不同倍率下的波像差最大均方根值均小于λ/40,设计结果满足像质要求。经工艺分析,该设计符合加工的工艺要求,系统结构简单,具有实际应用价值。

从激光切割机的切割原理出发,分析激光切割的特点。根据其特点,尽可能全面地实验研究市面上主流板材使用激光切割的可行性,重点关注无法使用激光加工的板材,将无法加工或加工质量低下的板材进行归纳总结,对其原因进行深入分析,并提出相应的改进方案。

激光无线能量传输技术具有广阔的应用前景,而光伏电池的激光辐照特性是设计激光无线能量传输系统的重要依据。针对该问题,研究了激光功率与温度对光伏电池的影响,搭建了光伏电池激光辐照特性的实验测试平台,测量并分析了光伏电池输出特性随激光强度和电池温度的变化规律。结果表明,激光辐照条件下,激光强度一定时,短路电流随温度升高而降低;温度一定时,转换效率与填充因子随激光强度的增大呈现先增大后减小的趋势。该研究可为激光无线能量传输条件下的系统设计仿真以及激光辐照下光电电池的输出特性研究提供参考。

电力通信网络线路常因沿途的工程机械施工,人为外力破坏等行为造成毫无预警的危害和损坏。为了实现对线路外破隐患高效预警,需要在现有预警定位的基础上,加上对碰撞敲击、管孔侵入、机械施工和开盖报警等行为的识别。将分布式光纤传感技术、梅尔频率倒谱系数和径向基神经网络相结合,提出一种可应用于光缆外破在线监控的模式识别方案。测试的总体识别率达97.78%,现场模拟的事件报警准确率高。该方案可广泛应用于长距离管线检测领域。

LED作为新兴光源,与传统的白炽灯光源相比,具有很大的优势。衡量其荧光材料发光性能的一个重要参数就是量子效率。为了准确地测量荧光材料的量子效率,提出了一种基于半积分球装置的量子效率测量系统。该系统采用了中心波长为465 nm的蓝光LED芯片作为激发光源,与直径为150 mm的半积分球和直径为150 mm、中心孔直径为8 mm的平面反射镜搭配使用,运用光纤和线阵CCD光谱仪采集光谱数据,并进一步计算出量子效率。为了验证系统的有效性,分别采用两种不同的荧光材料对测量系统进行测试,测量结果与厂商所给的数值基本一致。实验结果表明,该测量系统能有效地评估LED中荧光材料的发光性能。

搭建了一套以返波振荡器(BWO)为辐射源的太赫兹透射式系统。通过高莱探测器、数字锁相放大器等完成测试信号的探测和存储,在LabVIEW编程环境下,完成配合系统硬件工作的软件平台的编写,利用VISA模块实现对下位机的参数设置以及数据采集工作。利用这套系统进行了单频和扫频实验,分别测试了不同葡萄糖溶液浓度的透过率。结果表明,葡萄糖溶液对太赫兹波有透过特征峰,不同浓度葡萄糖溶液对太赫兹波的吸收不一样。该研究为以后基于BWO的太赫兹生物传感器研究提供了参考。

目前荧光成像技术在生物医学领域得到越来越广泛的应用。为了缩短产品设计和开发周期,且能更直观地反映系统的成像效果,根据各模块光谱特性曲线,提出了荧光成像链路模型。利用该模型,对荧光成像系统的对比度进行了分析,验证了滤光片光密度(OD)值的合理范围是在5～7之间。最后以荧光显微镜为例,对系统成像过程进行了仿真。结果表明,各模块不匹配也会对系统对比度产生影响,仿真图像能够直观反映出系统的匹配程度和成像效果,并与实际系统测试结果相吻合,证明了该链路模型仿真的可行性和有效性。

随着科学的发展,湿度指标在食品安全、仪器制造、生物研究、金属材料等方面备受重视。传统的湿度检测方法以化学方法和电子传感器检测法为主,化学方法对环境有不同程度的污染,而电子传感器检测法的抗电磁干扰能力差,使用环境受限。为解决这些问题,设计了一种新型的光纤湿度传感系统。系统利用明胶薄膜作为湿度传感核心器件,通过搭建传感光路,测量光强变化确定湿度变化。实验验证证明,系统具有良好的湿度传感效果,湿度与光强基本成线性分布,在线性区间内误差小于1.5%,通过进一步优化后可应用于电磁干扰较大环境下的湿度测量。

采用直流磁控溅射法,以柔性PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)为基底,通过参数优化以求在室温下制备高性能ZnO/Ag/ZnO 多层薄膜。实验中,使用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外可见分光光度计、四探针电阻测试仪等仪器分别对ZnO/Ag/ZnO多层薄膜的微观结构、表面形貌、透过率及方块电阻进行测试及表征。结果表明,随着Ag层厚度增加,薄膜方块电阻急剧下降,通过改变ZnO层厚度,可有效调节薄膜光学性能,随着ZnO层厚度增加,可见光区平均透过率先增大后减小。引入品质因子FTC作为评价指标可知,当依次沉积ZnO、Ag、ZnO厚度为50 nm、8 nm、50 nm时,薄膜光电性能最佳,其在可见光平均透过率为82.3%、方块电阻为2.8 Ω/□、禁带宽度为3.332 eV。

评述了近十几年来K原子磁力仪的研究进展,介绍了K原子磁力仪的工作原理、优缺点,以及相关的应用。提出了一种新型的脑磁图检测装置以及一种全新的基于K原子磁力仪的脑磁场检测方法。最后,在综述K原子磁力仪的基础上,对其应用前景进行了展望。