【摘 要】
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空间频域算法作为白光干涉测量的重要算法之一,被广泛应用于微纳结构表面形貌测量领域.然而,传统空间频域算法中存在着由被测样品倾斜及表面形貌起伏变化引起的相位误差累积效应,并且该相位误差与干涉信号中零光程差位置的偏移程度密切相关.为此,对相位误差累积效应的原理进行分析,并在传统空间频域算法的基础上提出了一种基于包络信号辅助分析的方法以抑制相位误差累积.该方法首先通过包络信号分析对原始干涉信号中的零光程差位置的偏移进行对称性校正,再通过空间频域算法对校正后的对称信号进行相位分析,从而尽可能抑制零光程差位置偏移对
【机 构】
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重庆邮电大学自动化学院,重庆 400065
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空间频域算法作为白光干涉测量的重要算法之一,被广泛应用于微纳结构表面形貌测量领域.然而,传统空间频域算法中存在着由被测样品倾斜及表面形貌起伏变化引起的相位误差累积效应,并且该相位误差与干涉信号中零光程差位置的偏移程度密切相关.为此,对相位误差累积效应的原理进行分析,并在传统空间频域算法的基础上提出了一种基于包络信号辅助分析的方法以抑制相位误差累积.该方法首先通过包络信号分析对原始干涉信号中的零光程差位置的偏移进行对称性校正,再通过空间频域算法对校正后的对称信号进行相位分析,从而尽可能抑制零光程差位置偏移对空间频域分析的影响.为了验证本文方法的有效性,分别从仿真和实验的角度对该方法进行讨论.
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激光熔覆层的组织和应力对熔覆层的裂纹控制具有重要影响,而熔覆层的组织和应力与熔覆过程中的预热温度密切相关.本文在铸钢基体表面激光熔覆铁基粉末制备了熔覆层,分析了不同预热温度下熔覆层的组织和应力分布规律.结果表明:预热温度越高,熔覆层与基体之间的元素相互作用越强;当预热温度为100℃时,熔覆层中的应力峰值明显降低,平行于扫描方向的残余应力峰值从室温时的594 MPa减小到442 MPa,垂直于扫描方向的残余应力峰值从室温时的579 MPa减小到383 MPa;当预热温度为200℃时,应力的降低效果显著减弱;
针对模具表面易磨损失效的问题,本文采用同步送粉激光熔覆技术在Cr12模具钢表面制备了一系列Fe50-TiC复合熔覆层,并利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机对熔覆层的微观组织、气孔率、显微硬度及耐磨性能进行分析,探索TiC含量对Fe50-TiC熔覆层的影响规律.研究结果表明:随着TiC含量的增加,复合熔覆层的显微硬度逐渐增大,耐磨性随之增强,但气孔率也呈增大的趋势,未熔TiC颗粒增多,基于颗粒形核生长的组织增多;当TiC的质量分数为35％时,熔覆层的气孔率有所下降,TiC以溶解形核生长的树枝
相比于普通光源,高斯光束具有很好的方向性,而且应用范围十分广泛,采用COMSOL多物理场仿真软件对以布儒斯特角入射的高斯光束的传输特性进行研究.仿真结果表明,s偏振情况下,折射光束为高斯光束,反射光束的方向与折射光束互相垂直;p偏振情况下,折射光束为高斯光束,反射光束不存在,但反射界面的电场模量出现中心强度显著抑制的双瓣剖面,而且出现很弱的双峰反射;在不同的折射率下,折射介质的折射率越大,折射光束的强度集中范围越窄,折射光束的能量越来越低,折射光束与入射光束的电场模量差越小.
为改善制动盘的热疲劳性能,本文在制动盘用铸钢材料表面激光熔覆了一层铁基涂层,然后采用光学显微镜和扫描电子显微镜等分析了熔覆层及基体材料在热疲劳过程中的裂纹扩展速率、组织形貌演化等.结果表明:激光熔覆层组织存在严重的偏析;在热循环过程中,过饱和的M7C3型碳化物成为热疲劳裂纹的快速扩展通道,使熔覆层极易发生脆性断裂,从而导致熔覆层试样的热疲劳性能极差;对熔覆层试样进行850℃/5h的热处理工艺,可以使元素均匀分布,消除枝晶偏析和内应力,而且可使M7C3转变为高温性能较为稳定的M23C6,大幅提升熔覆层的热疲
为了解决产生光量子霍尔效应的模型存在的边界态局域较弱和带宽较窄问题,构建了三角复式晶格光子晶体,并利用简约布里渊区中心点的能带简并得到奇宇称的p轨道和偶宇称的d轨道.首先,通过晶胞缩放反转两个轨道的位置,使拓扑相位发生变化.然后,分析了影响拓扑平庸结构带隙和非平庸结构带隙的主要因素.最后,对两种结构的介质柱半径和缩放距离进行了优化计算,找到实现两种结构最大公共带隙的最优参数,可实现的最大相对带宽为24.59％.在最优结构参数的基础上构建边界结构并计算出边界态色散曲线,结果表明,该边界态在有效带宽为0.04
针对同轴送粉激光熔覆气-粉耦合传输过程,提出了一种等效模型.该等效模型考虑粉末与喷嘴壁、粉末之间复杂碰撞行为对粉末出射角度和速度的影响.并建立了喷嘴外部的气-粉传输模型.对粉末瞬态位置、运动轨迹及连续分布的平均密度进行模拟,研究工件表面状态和压缩气流速对上述变量的影响规律.结果表明:粉束整体形貌、聚集位置及轨迹线密度的模拟结果均与实验结果吻合较好;熔池未形成时对粉末的反弹在距离工件约10 mm高度的粉束中心区域较为显著,该区域的粉末密度最大提升了约1倍,而随着距离工件的高度增加,粉末密度的提升效果逐渐减弱
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光子集成回路和光子芯片具有低功耗、高速率、大带宽等优势,是下一代光信息处理系统的必然趋势,而片上光源是其中的关键技术.设计了一种基于光学微环谐振腔的光学泵浦激光器,泵浦光与激光通过全光控制输出到不同的波导上.结合四能级-二电子能级模型和时域有限差分法进行电磁场仿真,分析了激光输出和粒子态密度的时域特性及稳态电磁场模式分布,约94 ps后达到稳态粒子数密度反转布居,1064 nm泵浦光和1550 nm激光分别通过上话路的Through端口和下话路的Add端口输出.
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纳米材料是20世纪末期发展起来的新型材料,其以优异的特殊性能得到了广泛关注.纳米材料的制备是纳米科技中的重要领域.本文介绍了脉冲激光烧蚀法制备纳米材料的两个重要途径——脉冲激光沉积法和脉冲激光液相烧蚀法,包括这两种方法的原理、特点、应用领域以及国内外的研究进展,最后阐述了脉冲激光沉积法和脉冲激光液相烧蚀法在制备工艺和材料性能方面仍需面对的挑战以及未来的发展趋势.