简介:为了定量研究光线光路中辐射能量的传输变化数理表达形式,实现用相对简单有效的光学内辐射传输替代复杂困难的系统全光路外辐射传输的技术过程,建立了光学系统内外辐射传递关系模型。模型结合辐射源的辐射模型和辐射能量在系统内部传输模型,利用微分光线追迹计算的方法,对携带辐射能量的光线传播路径进行分析研究。微分光线光学计算的方法对每一光学元件发射的辐射通量传输过程进行定量分析研究。光学系统的每个被分析的光学元件都被看作朗伯辐射源。而位于它后面的所有光学元件组成新的光学系统。待分析的光学元件发射的辐射通量经过后面的光学系统最终到达探测器面。据此理论分析,设计了光学系统内外辐射传输的理论模型和模型实现的算法程序。根据实验测量数据,应用于构建的模型,计算的最大相对误差为8.2%,平均相对误差为5.1%,对于红外光学系统的实际测量实验,可以满足测量的要求。
简介:为了确定各红外热成像定量测量方法在深度定量测量方面的检测能力,对深度定量测量方法原理进行了分析,并进行了实验研究。通过在碳纤维层压板反面制作平底孔的方法制造已知深度分层缺陷,采用红外热成像方法对已知缺陷进行检测,从理论上分析温差峰值时间、对数温度偏离时间以及对数温度二阶微分峰值时间与缺陷深度的关系,通过分析确定温差峰值时间法、对数温度偏离时间法、对数温度二阶微分峰值时间法对深度进行定量测量方法的适用性,并利用上述方法对已知缺陷进行深度定量测量分析,确定不同方法对深度定量测量的检测适用性及检测能力。实验结果表明,温差峰值时间法测量深度达到2mm,对数温度偏离时间法测量深度达到4mm,对数温度二阶微分峰值时间法测量深度达到5mm,同时对数温度二阶微分峰值时间法受三维热扩散影响小,检测无需选择参考区域。因此,对数温差二阶微分法所能测量的缺陷深度最大,准确性更高。通过对不同方法进行应用分析,能够明确不同深度定量测量方法的适用范围与检测准确性,为主动式红外热成像方法的定量检测提供依据。
简介:为了实时探测离子土固化剂(ISS)在固土过程中的阳离子交换量(CEC),采用激光击穿光谱技术(LIBS),对ISS处理后的土壤溶液中的K、Ca、Na、Mg、A1、Si这6种离子含量进行探测。分别对由不同配比(1:100、1:200和1:300)的ISS处理过的高岭土、膨胀土、红粘土等5种标准土壤进行了研究,结果表明:同一土壤中的各种离子随ISS配比的变化趋势各不相同;不同土壤与ISS作用的效果各不相同;ISS的配比并非越高越好。这些工作为ISS固化机理的研究提供实验依据,而利用激光击穿光谱技术进行探测的方式为ISS固化机理的研究提供了新的思路。
简介:超快透射电子显微镜(UltrafastTransmissionElectronMicroscopy,UTEM)是一种能够以纳米尺度空间分辨研究超快动力学过程的前沿技术。在哥廷根大学最新的研究进展里,建造了第一台具有高度相干性电子源的第三代UTEM。通过从纳米针尖发射局域的光电子,获得高度相干的电子脉冲,能够在样品处将电子斑聚焦到数个纳米,同时具有300fs的脉冲时间宽度。介绍了利用这种先进电子光源UTEM装置的几个应用:对坡莫合金薄膜的磁涡旋纳米图案进行实空间洛伦兹成像,打开应用UTEM进行超快磁性研究的大门;通过将电子脉冲聚焦到数个纳米,我们局域地探测单晶石墨薄膜上飞秒激光激发的声学声子在边缘的传播和演化;演示了自由传播电子束在激光驱动的近场中受光学相位调制产生的电子动量态相干叠加。