椭球形单毛细管在材料微区分析中的优化

介绍了旋转椭球单毛细管的传输特性,并围绕其在材料的微区分析领域中的应用进行优化设计.用模拟计算的方法,计算了点光源和面光源条件下椭球管传输性能随管长、截取位置变化的规律,并计算得到300μm 面光源条件下椭球管最佳光强增益条件:椭球管参数半长轴250mm,半短轴0.5mm,管长200mm,会聚光斑40μm,光阑尺寸100μm 时增益为175倍.经椭球管会聚后出射的X射线焦斑尺寸更小,功率密度增益更大,显著提高了分辨率,更有利于材料的微区分析.      

掠入射X射线显微镜反射率分析

X射线掠入射显微镜的反射率除了与掠入射角有关之外，还与反射表面的粗糙度密切相关．以设计的非共轴掠入射KBAX射线显微镜系统为例，讨论了掠入射下X射线从金属表面和单层膜表面反射的两种情况．分析了波长为0．83nm时，表面均方粗糙度（RMS）对反射率的影响，并计算了该系统的X射线反射率．分析结果表明RMS增大，反射率会降低；无氧铜的反射率为0．021，单层膜的反射率为0．049，因此KBAX射线显微镜可采用镀单层膜的方法加工．     

应用于石墨平晶单色化光源的多毛细管光学器件

用实验室X射线光管结合石墨平晶搭建了Cu靶Kα射线单色化光源,根据其光束特性研制出应用于光源的一种无前焦的多毛细管光学器件,测量了有无多毛细管光学器件条件下距石墨平晶中心245mm位置处X射线面积光强计数比.结果表明,本实验所研制的2支多毛细管光学器件均可使距石墨平晶中心245mm位置处的X射线光强增益10倍以上.     

大尺寸中阶梯光栅铝膜均匀性研究

以内径1.1m的大尺寸中阶梯光栅镀膜机为例,设计了提高膜厚均匀性的修正挡板,并应用到了镀膜机中。在520mm×520mm的镀膜面积范围内,膜层厚度的均匀性误差从±6%降低至±0.96%,满足大尺寸中阶梯光栅研制的膜厚均匀性要求。     

一种X光多层膜的设计方法

为了解决X光多层膜理论设计与实际镀膜反射率不一致的问题,基于物理学关于X光在多层膜界面散射的最新理论,提出一种数学模型,编制了软X光多层膜的设计程序。在考虑界面粗糙度、膜层配比、膜层周期多个实际参数条件影响下,多层膜反射率与入射X光波长的关系曲线。其设计结果与传统的设计方法相比,不但理论先进,能够给出最佳结构参数的设计结果,而且能够给出膜厚误差、配比误差对反射率的影响,同时考虑了多层膜的所有参数,使反射率设计结果更接近于实际镀膜结果。     

基于X射线荧光的铝硅共渗涂层厚度测量研究

铝硅共渗涂层常喷涂于发动机高温叶片表面，涂层的防护对于延长发动机叶片的使用寿命至关重要。X射线荧光无损检测技术能快速便捷地监控涂层厚度情况，但是目前这种方法对于多元素双层膜铝硅共渗涂层厚度的检测不准确。为了进一步研究多元素双层膜铝硅共渗涂层厚度与X射线荧光检测值的关系，基于X射线荧光无损检测技术提出了一种方法来减小X射线荧光测量数据的误差，再通过验证钼元素荧光对数值与第1层膜厚度之间的线性关系来确定这种方法的可行性，最后基于X射线荧光吸收与发散的原理，拟合出中间层膜的厚度与钼元素荧光之间的计算模型。得出以下结论：当膜中钼元素质量分数大于基底中该元素质量分数时，随着膜厚度值的增加，仪器接收到的荧光效应先减弱再增强，临界值大约为14.3 μm，小于该临界值的铝硅共渗涂层，涂层元素相互渗透对厚度测量的影响不可忽视。     

NSRL衍射和散射站的性能及在材料科学中的典型应用

介绍了国家同步辐射实验室二期工程X射线衍射和散射光束线实验站的建设与主要设备．利用设备采用X射线反射法，在不破坏样品的情况下得到了Si／C多层膜的结构信息；通过对标准Si粉末样品的FWHM测试表明该站可进行粉末全谱扫描；利用X射线掠入射衍射技术分析了ZnO薄膜的生长条件与结构的关系；采用X射线散斑方法直接观测了弛豫铁电体内部的纳米空间尺度的电极化团簇的空间时间构造．     

整体X光会聚透镜及其在微束X射线荧光分析中的应用

测量了整体Ｘ光会聚透镜的性能，对于Ｍｏ－Ｋα线，透镜焦斑直径为３０μｍ与没有透镜仅使用光栏相比，功率密度增益优于２０００。与功率约为１Ｗ的细聚焦Ｍｏ靶Ｘ光管相配合用于微束Ｘ射线荧光分析时，中重元素的最小探测极限达到０．５ｐｇ。。     

GaN外延膜厚度的X射线双晶衍射测量

提出了一种利用X射线双晶衍射测量GaN厚度的新方法. 该方法采用GaN积分强度和衬底积分强度的比值与样品厚度的关系来测量GaN外延膜厚度, 此比值与GaN样品厚度在t <2 μm为线性关系. 该方法消除了因GaN吸收造成的影响, 比单纯用GaN积分强度与样品厚度的关系推算GaN外延膜厚度精度更高, 更方便可靠.     

基于X射线图像序列的焊缝缺陷自动检测方法

X射线无损检测对于焊接结构件的质量保证具有重要意义,焊缝缺陷X射线实时自动检测的核心技术是序列图像处理。目前,国内外的研究工作大多集中在基于孤立图像的处理中,由于焊缝缺陷形态的多样性而难以将噪声与微小缺陷区分开,因此无法解决缺陷的漏检率和误检率此消彼长的矛盾。该文着眼于时间序列图像,提出基于帧内分割和帧间跟踪相结合的焊缝缺陷检测方法,在图像的空间域处理中消除漏检,在图像的时间域处理中消除误检,从而为解决缺陷漏检和误检之间的矛盾提供了有效途径。试验和现场应用期间,对于常见的壁厚分别为8.8 mm、12.5 mm以5m/m in速度运动的螺旋焊缝钢管中的一系列自然缺陷,最小检出缺陷直径分别约为0.6mm、0.8mm,符合工业应用要求,与此同时无误检出现。     

椭球单毛细管高能X射线微焦斑透镜模拟表征

To obtain high-energy X-ray micro-focal size for monocapillary X-ray lens in X-ray micro-area analysis, a high-energy X-ray micro-focal spot lens based on ellipsoidal monocapillary was designed and simulated．The inner surface of lens coated with metal oxide film was simulated, the composition of which was HfO₂．Simulations showed that both coated and ordinary glass lens could focus X-rays at 100 keV into a focal size below 10 microns．Compared with ordinary glass lenses, the upper limit of X-ray focusing energy was increased 2-fold after coating the lens．To improve input flux, the coated lens was redesigned．Compared with glass lens, newly coated lens showed a 3.8-fold increase in luminous flux at the focal size at 100 keV, the power density gain increased by an order of magnitude, indicating that lens coating was valuable to focus high-energy X-rays．It is concluded that simulations could guide fabrication and application of ellipsoidal monocapillary high-energy X-ray lenses．      

Optimum Combined Lenses for Confocal Biochip Scanning System

IntroductionLaboratory-on-a-chip technology[1 5] has gainedinterest in recent years,and consists of threeclassic steps:sample preparation,biochemicalreaction,and detection analysis.Many researchgroups have used small biochips to studypolymerase chain reaction (PCR) amplification[1 ] ,DNA sequencing[2 ] ,ligase chain reaction(LCR) [3] ,dielectrophoresis of cell separation,andcapillary electrophoresis[4 ,5] .Some importantbiochip detection systems[6 8] have been developed,such as the dual-la…     

连续球面波在凹椭球面上反射的聚焦声场

为分析液电式粉碎肾结石机中的聚焦声场，首次给出单频球面波在凹椭球面上反射聚焦的线性理论关系，求出各频率反射波场的轴向和侧向分布．结果表明：单频球面波的焦点邻区近似单叶双曲面体；聚焦斑的最大声强随焦斑半径是反平方变化；最大声强与偏心率具有单调函数关系；声压幅度侧向分布在焦区近似正态函数和在焦平面上为正态函数．     

用于裂隙光源的侧面发光塑料光纤散射点设计

设计一种侧面发光塑料光纤表面正四棱锥形微结构散射点，使侧面发光塑料光纤可用作裂隙灯显微镜的裂隙光源，以减小裂隙光源的体积.采用光学仿真软件分析光纤上表面(有散射点)和光纤下表面(无散射点)的散射率，当塑料光纤直径为1 mm时，得到优化后的正四棱锥散射点的底边宽度和深度均为80μm.仿真结果表明，光纤下表面散射光的光束发散角在垂直于光纤方向约为40°,在平行于光纤方向约为110°,经过焦距为50 mm的投射镜会聚后的光带宽度约为0.3 mm,可以满足裂隙灯显微镜的要求.     

基于线结构光的复杂深孔内轮廓三维测量方法

为了对孔内轮廓参数进行快速高精度测量,建立了一种基于线结构光的复杂深孔内轮廓三维测量系统.介绍了系统构成及测量原理、数学模型建立以及孔内截面轮廓尺寸计算方法.提出形态学光条细线化与灰度重心法相结合提取亚像素光条中心线算法.应用该系统对直径φ130.0 mm的复杂孔内轮廓进行实验,测量长度70 mm时,阳线圆直径测量误差为±32 μm,阴线圆直径测量误差为±54 μm.      

塑料相位光栅型波分复用/解复用器的设计

采用模压成型的塑料相位光栅作为波分复用/解复用器的分光元件,根据矩形相位光栅衍射公式,理论分析和仿真其衍射效率和信道分离情况.研究结果表明:对于一定刻槽深度的塑料相位光栅,+1级衍射效率和入射角的关系与理论分析结果一致,即对于采用的波长分别为575,625,675nm的入射光,当刻槽深度为200nm时,+1级衍射效率最大值所对应的入射角为25°左右,此时衍射效率理论值最大可达0.79;信道间隔为50nm时,从探测器观察其光斑间隔为230μm左右,大于光纤直径(200μm),能有效实现光波分离,可应用于塑料光纤波分复用系统.     

双透镜聚焦系统对高斯激光束的聚焦

该文利用高斯光束q(z)参量推导出了反远距双透镜聚焦系统对高斯光束聚焦光斑的精确计算公式．用反远距双透镜聚焦系统能获得um级甚至更小的聚焦光斑,同时系统可以获得比别的其它聚焦系统较长的工作距离．     

玻璃毛细管阵列传输效率与真空差分性能研究

玻璃毛细管由于它的通光性和真空差分性能被越来越广泛应用于同步辐射光束线中.为了更好地了解毛细管阵列的性能,利用国家同步辐射实验室光谱辐射标准和计量光束线(U26)研究了不同长度和直径比的玻璃毛细管阵列对VUV和软X射线传输效率,并利用该站电离室部分研究了真空差分性能.给出了实验数据.直径实测为134 μm,长度分别为7 mm(L/D=52.2)和19 mm(L/D=141.8)的玻璃毛细管阵列,当光束垂直于截面入射时,其理论计算传输效率都为61%,而实验测得的值分别为44%和24%左右.当低真空端气体压强设为120 Pa时,通过玻璃毛细管阵列后,用TMP110机组抽气时,高真空端真空度为7.6×10~(-2) Pa,其真空差分能力达到1.6×10~3倍.     

鱼眼镜头的光学系统设计

鱼眼镜头是一种焦距极短但视角很大的镜头.紧凑型鱼眼镜头光学系统的工作波段在可见光范围内,全视场为172°,能很好地解决广角镜头的轴外像差和边缘像面照度问题.设计的鱼眼镜头光学系统具有结构简单、体积小、成像质量好的特点.系统总长80.9 mm,后工作距离为18.8 mm.所选像元尺寸为12μm×12μm,像素数为1 280×1 024时,CCD对应的空间分辨力为27.2 lp/mm,边缘视场的MTF值最小,优于0.60.设计结果较理想.