扩展的DPIV方法及其在雾滴粒径测量中的应用

发展了一种可以测量获取喷雾流场中粒子谱分布的DPIV（digital particle image velocimetry)扩展方法，并利用该方法测量了细水雾（water mist)雾滴的粒径分布，同时与简单模拟计算结果进行了比较。     

甚长基线干涉测量技术在深空导航中的应用

甚长基线干涉测量技术(Very Long Baseline Inteferometry,VLBI)就是将几台分布在不同地点的射电望远镜联网同时工作,通过无线电波干涉的方法,综合成一个巨大口径的望远镜,以提高天文观测的角分辨率和测量精度.     

用13.7m射电望远镜对中层大气水汽进行遥感测量

对中层大气的地面微波遥感测量,已成为对大气层的这一区域进行探测的一种重要技术.这种技术能以很好的谱线分辨率对中层大气中某种单一分子的随压力而展宽的分子转动谱进行测量,进而推演大气层中这种分子浓度随高度的分布.1989年我们与名古屋大学合作,用此项技术测量了中层大气臭氧的垂直分布.1993年12月上旬,我们用紫金山天文台的13.7m射电望远镜,对中层大气中22235MHz的H_2O分子的6_(1.6)～5_(2.3)谱进行了测量,测得了该种分子的发射谱,并由此反演得到该季节德令哈地区上空60～75km高度的水汽分布.在国内成功地进行这样的测量尚属首次.     

非晶态TbFe_2合金的穆斯鲍尔谱分解

为配合中国科学院物理研究所的研究工作,我们测量了室温的非晶态TbFe_2合金的穆斯鲍尔谱。在假定仅为内场分布的情况下,采用两种不同方法解谱,得到其内场分布,与实验符合都较为满意。一、谱的分解1.实验测得的谱S(v)在扣除本底后总可以表为从0到i_(max)·△H各种不同的内场贡献     

Fourier变换系统中相位恢复的递推方法

Fourier变换系统中的相位恢复问题在天文学、衍射光学、电子显微学、X射线晶体学、全息成像以及逆源问题等领域都有重要应用。在实际问题中直接测量的数据常常只是波场的强度分布,而波场的相位分布往往很难直接测量,甚至是不可能的。因此,从强度测量数据来恢复相位分布的问题一直受到人们广泛的关注。 Fourier变换系统中的相位恢复问题就是用已知输入平面波函数f(x)的模|f(x)|和输出平面波函数F(u)的模,|F(u)|重构函数f(x)(或F(u)),其中F(u)是f(x)的Fourier变换,即 F(u)=integral from n=-∞ to ∞(f(x)e~(-2πjux)dx)     

单光子探测用于光子统计测量的研究

实验研究了通过记录每一个光子事件直接测量微弱脉冲激光(平均光子数n≈0.1,脉冲持续时间10ns)的Mandel参数.在基于Hanbury-Brown-Twiss探测结构,取样时间内每个单光子计数器最多探测到一个光子的情况下,测量发现低于阈值电流工作的二极管激光呈Super-Poisson统计分布.另外验证了工作于远高于阈值电流的二极管激光(强度噪声主要为散粒噪声)的Poisson分布相干态的Mandel参数QC约为-n/2.在测量误差内,实验结果与理论分析一致.     

离子辐照的316L不锈钢中空洞密度的定量化电子显微镜测试

316L奥氏体不锈钢经过高剂量氦注入及高能铁离子辐照后,产生高密度空洞.本文采用聚焦离子束(FIB)技术从辐照后的316L不锈钢试样上制备出透射电子显微镜(TEM)样品,通过TEM定量分析样品薄区的空洞密度及分布状态,进而计算出样品的辐照肿胀率.该定量表征结果的准确性依赖于样品薄区厚度的精确测量.然而,Kelly和Allen早期提出的基于会聚束电子衍射(CBED)的膜厚测量技术无法直接应用于TEM样品较薄微区的厚度测量(厚度0.6ζ_g,ζ_g为衍射束g对应的消光距离).本文提出对同一样品较厚区域CBED花样进行测量拟合出特定衍射束的消光距离,再将该参数应用于待测薄区同一取向CBED花样的测量结果,从而估算样品薄区的厚度.讨论了CBED方法相对于电子能量损失谱(EELS)方法在透射样品厚度测量上的优势.以离子辐照后的316L不锈钢样品薄区厚度测量及空洞密度定量分析为实例,探讨了本文所提出的基于CBED技术的薄区厚度测量方案在实验过程中的主要影响因素及优化途径.     

表面钝化对少子寿命、铁-硼对浓度和复合中心浓度的影响

分别采用0.08 mol/L的碘酒、等离子体增强化学气相沉积(PECVD) SiN^x:H和40%的HF酸对太阳电池级直拉单晶硅进行表面钝化, 然后利用微波光电导衰减(μ-PCD) 法测量硅片的少子寿命和铁-硼(Fe-B)对浓度. 通过比较少子寿命测量值, 发现0.08 mol/L的碘酒的钝化效果最好, 40%的HF酸的钝化效果最差. 对硅片Fe-B对浓度测量结果的分析表明, 同一硅片经过不同钝化处理后Fe-B对浓度分布差异较大, 且只有经过PECVD沉积SiN_x:H钝化的硅片的Fe-B对浓度分布与少子寿命分布有显著的相关性. 此外, 实验研究还发现, 钝化效果比较好的情况下, 复合中心浓度分布与Fe-B对浓度分布存在很强的相关性. 实验的半定量估算、分析表明, 少子寿命、Fe-B对浓度以及复合中心浓度分布的间接测量结果, 受到样品表面钝化效果的影响.     

森林垂直结构参数实测与遥感研究进展:以叶面积指数和聚集指数为例

森林垂直结构参数指的是森林冠层孔隙率、郁闭度、叶面积指数(leaf area index, LAI)和聚集指数(clumping index, CI)等关键结构参数在垂直方向的分布特征.获取森林垂直结构参数是深入研究森林碳氮水循环和遥感辐射传输过程的关键环节.本文聚焦LAI和CI,探讨森林垂直结构参数地面实测与遥感反演研究进展.地面测量的常用仪器有LAI-2200、数字半球相机和光合有效辐射(photosynthetically active radiation, PAR)测量仪等,不同高度的测量可以通过破坏采样、塔基测量和移动升降机等手段来进行.地面测量方法虽然较为准确,但通常比较费时费力,不利于获取大范围信息.遥感方法主要通过经验的植被指数估算或物理模型反演来进行.激光雷达(LiDAR)作为一种主动式遥感方法,具有反演垂直结构参数的独特优势.虽然遥感方法能够进行大范围连续观测,但目前还没有成熟的全球遥感产品能满足实际需求,少数区域产品也缺乏充分的质量检验.森林垂直结构参数已经在陆面过程模型、冠层辐射传输模型和森林经营管理中展现了巨大的应用价值.未来的研究应进一步探索新的地面测量和遥...     

快扫相关核磁共振中谱线增宽的消除

核磁共振(NMR)谱测量通常采用连续波核磁共振(CWNMR)和脉冲傅里叶变换核磁共振(PFTNMR)两种方法。前者能测量样品的全谱和部分谱,谱线不失真,但灵敏度低;后者灵敏度高,但测量部分谱、避开大溶剂峰等还存在不少问题,并有谱线强度异常现象。Dadok1974年提出了快扫相关核磁共振(RSNMR)方法,其灵敏度接近于PFTNMR方法,又能获得不失真的全谱、部分谱等,成为近十年人们不断探索的一个NMR新方法。它是利用     

基于BOS的气动光学波前测量技术研究及其应用

平行光束在变折射率流场中传输时, 会偏离其原来的传播方向, 同时产生波前畸变. 根据Malus 定律, 若能测得平行光束透过流场后的偏折角, 就可得到波前畸变的空间梯度, 进而采用波前重构算法计算波前畸变的空间分布. 背景导向纹影技术(background oriented schlieren, BOS)的两个特性为测量波前畸变提供了有利条件: BOS 技术通过测量参考背景图像和实验背景图像之间的相对位移, 可对光束通过流场后的偏折角进行定量测量; 在纹影模式的BOS 系统中, 只有垂直于背景图像的平行光线才能入射到相机, 便于研究平面光波透过流场后的波前畸变. 有鉴于此, 本文基于纹影模式的BOS 系统, 构建了波前畸变的空间梯度和背景图像位移的定量关系, 并选用Southwell 波前重构算法, 开发了一种测量气动光学波前畸变的新方法——基于BOS 的波前测量技术(BOS-based wavefront technique, BOS-WT). 本文构建的一套BOS-WT 系统, 其时间分辨率高达6 ns, 时间相关分辨率最高可达0.2 μs, 能够对波前的瞬态分布进行时间相关的定量测量,而且设备简单、易于操作. 采用该系统, 研究了超声速混合层的气动光学性能, 测得了时间间隔5 μs 的瞬态波前分布; 测量结果不仅再现了平面光波通过超声速混合层后波前的瞬态分布, 而且对比两个时刻的测量结果, 可观察波前随时间的演化规律.     

用一年生植物研究大气△~(14)C分布与化石源CO_2排放

利用加速器质谱(AMS)技术,通过测量北京地区一年生植物放射性碳同位素(14C),系统分析了2009年5～9月北京地区大气△14C水平和化石源CO2浓度分布.研究结果表明,北京地区大气△14C最高值为29.6‰±2.2‰,最低值为-28.2‰±2.5‰,表现出远郊-近郊-市区依次递减趋势,这与由人类活动(人口密度、交通流量等)引起的化石源CO2排放增加呈相反的变化趋势,即人类活动频繁地区大气△14C值较低.2009年5～9月北京地区大气化石源CO2浓度变化范围为(3.9±1.0)～(25.4±1.0)ppm,每排放1ppm化石源CO2可使大气△14C水平下降～2.70‰.用AMS测量一年生植物14C这一方法,为快速示踪大气化石源CO2浓度提供了有效手段.     

人体内电磁驻波和经络的关系

长久以来,人们从解剖学角度来研究针灸的机理,但是一直未能得到令人满意的明确的统一结论。本文从众所周知的腧穴(即穴位)和经络上电导测量开始,讨论了电导测量数据的统计分布规律,发现这种统计分布中有令人惊讶的启相似性,即所谓的全息现象,由此发现人们用电针所测定的皮肤电阻其实主要来源于人体内内电场的分布。这种内电场的非均匀来源于电磁驻波的叠加。换言之,中国古人所发现的经络系统原来与一个电磁驻波所形成的肉眼不可见的三维干涉图的主体部分有关系。     

用快扫相关核磁共振法测量自旋晶格弛豫时间T_1

通常测量原子核的自旋晶格弛豫时间T_1多采用脉冲傅里叶变换核磁共振(PFTNMR)方法。这种方法中,样品的各种化学环境中的原子核都处在激发态。快扫相关核磁共振(RSNMR)方法可在其它化学环境中的原子核处于基态情况下,测量某化学环境中的原子核的T_1,这对深入研究弛豫过程及不同基团原子核间的相互作用十分有用。另外,连续波谱仪上配备小型计算机及相应接口,即可进行RSNMR谱测量及T_1测量,因而提高了连续波谱仪的功能。该法现已为人们所研究。我们在RSNMR谱测量系统上实施了T_1的测量。     

用锗(锂)探测器测量正电子在物质中的三光子湮灭

正电子湮灭技术是研究固体物理的有用的核技术,目前观察正电子湮灭的实验方法有三种:一、测量湮灭的寿命谱;二、测量γ射线的角关联;三、测量γ能峰的多普勒展宽。我们试验了另一种方法,就是用高分辨率的锗(锂)探测器测量湮灭γ射线能谱,由能谱中三光子湮灭与二光子湮灭的相对份额来研究凝聚态物质的性质。 过去曾报道用碘化钠(铊)计数器测量湮灭γ射     

激波诱导甲烷点火化学反应区的可视化实验研究

研究激波诱导甲烷/空气混合物点燃的反应区特征, 对于认识其气相爆轰规律有着重要意义. 在激波管平台上, 进行了当量比甲烷/空气混合物的激波点火实验, 并采用化学发光成像和平面激光诱导荧光(PLIF, planar laser induced fluorescence)等方法得到了不同工况下的反应区特征. 结果表明, 由于在弱点燃工况下诱导区的着火延迟期沿激波传播方向的梯度较小, 给非线性化学反应过程提供了更多的时间, 反应特征出现显著的不均匀性; 而随着激波的增强, 这种不均匀性显著减小, 在强点燃工况反应区呈规则的爆轰波结构. 单脉冲PLIF方法测量的OH基相对分布揭示的反应区特征与文中其他方法的测量结果相一致, 并和前人的相关研究结论相符, 为激波管内激波和气相物质相互作用条件下进行高时空分辨率测量提供了新的方法和思路.     

盐湖卤水及盐类矿物的氯同位素组成

自然界氯有两种稳定同位素~(35)Cl和~(37)Cl,过去建立了两种测定氯同位素组成的方法。Owen,Kaufman和Long采用测量由CH_3Cl电离产生的CH_3Cl~+离子来测量氯同位素,测量精度已高达0.009％。与之相比,由Shields和Vengosh等论述的Cl~-负离子热电离质谱法的测定精度(0.2％)则要低的多。     

虎头鞋里的故事

光纤传感测试系统具有良好的温度性能,在不影响原始温度场、压力场分布,及油田正常生产的情况下,可以实现实时多点温度、压力或连续的温度分布快速测量。尤其是光纤永久测量技术以其独特的安装方式,可以对水平井进行实时监测,解决以往水平井测量难的问题,从而实现直井、大斜度井、水平井的实时测试。本文主要介绍了光纤光栅传感技术、F-P腔传感技术、光纤分布测温技术,并就其技术原理、构建方法及其在某油田的应用情况进行了综合评述。     

稠油热采中光纤传感技术的应用介绍

光纤传感测试系统具有良好的温度性能,在不影响原始温度场、压力场分布,及油田正常生产的情况下,可以实现实时多点温度、压力或连续的温度分布快速测量.尤其是光纤永久测量技术以其独特的安装方式,可以对水平井进行实时监测,解决以往水平井测量难的问题,从而实现直井、大斜度井、水平井的实时测试.本文主要介绍了光纤光栅传感技术、F-P腔传感技术、光纤分布测温技术,并就其技术原理、构建方法及其在某油田的应用情况进行了综合评述.     

同步辐射X射线荧光微探针用于骨质疏松股骨头切片元素分布的研究

使用同步辐射X射线微探针技术对正常和骨质疏松股骨头切片元素浓度分布进行扫描测量. 详细介绍了切片样品的制备和扫描实验装置, 获得了Ca, P, K, Fe, Zn, Sr和Pb等元素在股骨头切片组织中(包括软骨、密质骨和松质骨)的精细分布CT成像, 结合Ca与P, K, Zn和Sr等元素的相关性统计, 探讨了骨矿物质流失途径和元素对维持正常骨结构的生理功能.