基于机器视觉的宏观超分子组装实验平台

利用可编程控制器(PLC)技术与机器视觉技术,设计用于宏观超分子组装的自动化实验平台,平台主要由控制、图像采集和执行3部分组成。控制部分硬件包括工业计算机、西门子PLC;图像采集部分硬件包括工业相机和相机镜头;执行部分硬件包括三轴直线机械臂、振荡平台和液体抽注系统。为了解决平台的定位问题,提出双标识物视觉定位算法,实现了实验平台的精准定位。同时提出基于多代局部最优解的混合蚁群遗传路径规划算法,优化实验平台机械臂的运动路径,提高其工作效率。利用所设计平台进行宏观超分子组装实验,实验结果表明,该实验平台能够批量进行宏观超分子的组装、解组装和清洗等实验步骤,不需要实验人员干涉,节约了实验时间,对宏观超分子组装的工业化生产具有一定的指导意义。     

一维Ar~+在组合激光脉冲作用下的高次谐波辐射

提出一种产生超宽相干极紫外连续谱的新方法。利用少周期的基频光超短脉冲叠加上其倍频光驱动Ar+,产生的高次谐波出现双平台结构。结果表明:利用该方法可以有效地对电子在激光场中的短轨道进行选取,使得第二个平台的超连续谱辐射时相位几乎是锁定的,将这部分谐波谱进行叠加可以得到脉宽短至58 as的单个脉冲;合成的单个阿秒脉冲受两激光场参数的影响较小,即改变两束激光的相对光强、延迟时间等仍然可以获得相似脉宽的单个阿秒脉冲。     

三次脉冲点焊工艺的研究

本文提出了一种新的易淬火材料的双脉冲点焊规范,使双脉冲点焊接头的抗拉、抗剪强度有较大的提高.并在双脉冲点焊的基础上进行了三脉冲点焊实验。结果表明,适当的三脉冲规范比双脉冲更具有优越性。本文结合核心金相组织着重对双、三脉冲规范中各次脉冲的作用及效果进行了探讨,这对某些强度要求高的零件点焊具有一定的意义。     

Nd：YAG激光器的光泵效率比较实验研究

在利用IGBT斩波电路控制闪光灯放电波形的Nd:YAG脉冲激光器中,进行了分别采用双脉冲氙灯串联、双脉冲氪灯串联、单支脉冲氙灯和单支脉冲氪灯作为泵浦源的实验。实验结果表明,在储能电容初始放电电压为400V的条件下,采用单支脉冲氪灯泵浦的电光效率最高。     

脉冲叠加直流激励辉光放电特性

辉光放电产生的低温等离子体具有广泛的应用前景,日益成为研究热点。本文提出了一种采用脉冲叠加直流的方式来激励辉光放电的实验装置。选取氩气作为反应气体,本实验在低气压下进行,利用参数可调的高频脉冲电源和直流电源进行激励。研究了不同激励方式下击穿电压和电流的变化规律。实验发现：直流辉光放电击穿电压最低,约为380 V,但是在放电过程中放电管发热比较严重;脉冲辉光放电所需击穿电压为450～600 V,但其存在反复击穿;而脉冲叠加直流激励辉光放电则降低了脉冲击穿电压,最低约为400 V,且改善了放电管发热严重的问题。     

双脉冲Q开关激光治疗色素性皮肤病的实验研究

通过对Q开关单、双脉冲Nd∶YAG激光、红宝石激光治疗黑色纹身进行实验研究,对Q开关单、双脉冲治疗色素性皮肤病进行了比较和统计学分析,并研究了脉冲间隔、能量密度等参数对双脉冲治疗色素性皮肤病的影响.结果表明,与Q开关单脉冲激光相比,采用Q开关双脉冲激光可以在不提高激光峰值功率的前提下提高治疗色素性皮肤病的效果且减轻损伤.     

GaAlAs高功率短波长超辐射集成光源

为解决超射辐射发光管输出功率低的问题,利用半导体锥形光放大器对超辐射光加以放大,并采用直接耦合方式将超辐射发光管与半导体锥形光放大器进行单片集成,器件初步采用了ＧａＡｌＡｓＳＱＷ双异质结和氧化物条形增益波导结构,实验结果表明,该器件的锥形放大器可将超辐射发光管发出的光放大２２ｄＢ,在脉冲条件下超辐射输出功率达５８０ｍＷ。     

低气压下长间隙工频放电试验平台研究

为研究极高海拔低气压下工频放电特性,搭建了包括真空试验腔、真空泵、真空计、工频电源、高速摄像机等仪器的低气压长间隙工频放电试验平台,并对其气密性和放电性能进行测试。该平台可实现23 Pa~100 k Pa范围内气压调节和600mm以内放电间隙调节。测试结果表明:试验平台能够模拟海拔20 km以上的长间隙工频放电,且对于试验周期较短的工频放电特性研究具有良好的气密性和放电性能。研究成果对高海拔低气压下长间隙放电特性研究具有重要参考价值。     

小型大气压氮分子激光器的研制

普通的脉冲氮分子激光器是在低气压下运行的(几十毛到几百毛),亦可在大气压下运行。工作于大气压下的氮分子激光器,因为不需要真空系统,结构比一般低气压氮分子分激光器简单,而且它能从小的激光腔体中输出较大的功率,因此可以缩小激光器的体积。本文介绍我们实验室多年来几经改制的,现在正在使用的小型大气压氮分子激光器。激光器采用了典型的Blumlein脉冲形成电路,在结构上进一步简化了激光器的装置,使脉冲形成线的电极和储能线的电极直接构成激光腔。激光器结构紧凑、体积     

基于LabVIEW的TOFMS脉冲取样实验平台设计

为实现飞行时间质谱仪精准的脉冲取样时序控制,增强实验设计的灵活性,设计了基于LabVIEW软件的飞行时间质谱仪脉冲取样实验控制分析平台。实验平台解决了数字延时发生器各通道延迟时间的连续调节、示波器数据的同步采集、原始数据记录与多通道数据的存储等关键问题,满足了飞行时间质谱仪脉冲取样复杂时序控制的需求,同时实现了飞行时间质谱数据的实时采集和质谱峰面积的处理功能。实测结果表明实验平台采样精度高,输出结果可靠,具有友好的人机交互界面以及足够的兼容性和开放性,在平台维护及功能拓展方面优势明显。     

拉锥光纤与超连续谱的产生

目的研究超连续谱的形成与拉锥光纤及超短脉冲参数之间的关系。方法实验结果与理论分析相结合。结果在不同群速度色散和非线性光学效应的共同作用下,实验和理论上较为一致地得到不同程度展宽的超连续谱脉冲。结论拉锥光纤及超短脉冲参数对超连续谱宽度产生极大的影响。     

X-Y工作台摩擦误差补偿方法的研究

为了降低摩擦造成的数控机床轮廓的误差,以X-Y平台为研究对象,采用数学推导、仿真和实验等方法,对摩擦误差的产生机理和补偿方法进行了研究.从瞬态响应的视角揭示了摩擦误差的产生机理,提出的数学方法能精确计算出摩擦误差出现的时机、持续时间,以及由摩擦产生的最大跟随误差.同时,提出了一种基于双脉冲补偿方波的误差补偿方法,可利用数学推导来确定补偿脉冲的参数(脉冲高度、宽度、起始位置),通过在位置指令中加入补偿脉冲可使工作台尽快脱离工作死区,快速逼近理想轨迹.数值仿真和实验结果表明,该方法将摩擦产生的突起误差高度由15μm降低为2μm,达到了较理想的误差补偿效果.     

超高功率超短脉冲发展的现状及相关科学问题

超高功率超短脉冲激光系统在其聚焦焦点附近可以实现高达1022-24 W/cm2的峰值功率输出,为强场物理实验研究,以及实验室内模拟极端环境下的天体物理条件提供了直接的实现方案.自从国际上首次提出了建造EW激光的概念,即输出总功率达到1018 W的大型激光系统后,国际上很多国家都在设计和建造大规模的超高功率超短脉冲激光系统.本文简要介绍了国际上这种规模激光系统的发展状况,并结合国内超高功率高能超短脉冲激光的发展,对超高功率超短脉冲激光系统发展中相关技术问题进行阐述.     

二次谐波频率分辨光学开关法测量双脉冲的振幅和相位

介绍了二次谐波型（SHG）频率分辨光学开关法（FROG）测量双脉冲的实验系统．对实验系统中双脉冲的SHG-FROG光谱图，利用矩阵的方法进行了数值模拟，并用基于矩阵的主元素广义投影算法（PCGPA）从数值模拟的SHG—FROG光谱图中恢复了双脉冲的振幅和相位，误差达到收敛的标准（G〈10^-4）．     

阶跃相位整形的飞秒激光脉冲时间光强分布

利用飞秒超快脉冲相位整形方法,计算并研究了阶跃相位整形后激光脉冲的时域光强分布特点。研究结果表明,通过改变调制位置和调制深度,高斯激光脉冲可以整形形成强度可调的双脉冲结构,且子脉冲的中心时间和脉宽可以采用调制参数来调节。同时,研究发现阶跃位置的有效可调范围和激光的线宽密切相关。     

阿秒物理——2023年诺贝尔物理学奖解读

2023年诺贝尔物理学奖授予美国俄亥俄州立大学的皮埃尔·阿戈斯蒂尼(Pierre AGOSTINI)、德国马克斯普朗克量子光学研究所的费伦茨·克劳斯(Ferenc KRAUSZ)和瑞典隆德大学的安妮·吕利耶(Anne L’HUILLIER),他们在实验上产生了高次谐波、阿秒脉冲串和孤立阿秒脉冲,为阿秒物理奠定了基础。详细介绍了高次谐波和阿秒脉冲的产生及其在强场超快光学领域的应用,并展望了其在超快探测过程中面临的机遇。     

高原低气压环境局部弥散供氧特性

基于实验和模拟研究了高原低气压环境富氧室内局部弥散供氧圆形出氧口供氧特性.结果表明,高原低气压环境局部弥散供氧流动轴向最大速度和氧气摩尔浓度均随轴向距离增加而衰减,且在轴向0~1.5m范围内具有很大的速度梯度和浓度梯度.不同海拔高度上弥散供氧形成的富氧区域形状是相似的,为"半椭圆"形,经分析得到了富氧面积随出氧流量与氧气扩散系数变化关系式.相同流量的富氧采用双出氧口弥散形成的富氧面积比单出氧口弥散形成的富氧面积少,且海拔越高富氧面积减少量越大.以上研究结果可为高原低气压环境富氧室供氧设备布置、安装,检测装置设计提供参考.     

铝单丝在可调预脉冲作用下的Z箍缩动力学行为实验和数值模拟研究

为了研究预脉冲电流对Z箍缩内爆动力学行为的影响,本文首先基于双脉冲Z箍缩实验平台“秦-1”装置研究了铝单丝Z箍缩在不同预、主脉冲间隔下的内爆特性.铝丝在预脉冲作用下被加热汽化形成芯晕结构并膨胀,在主脉冲作用下发生雪耙特性的箍缩内爆,预脉冲作用下的晕等离子体对内爆行为有显著影响.其次,基于磁流体模型计算了预脉冲作用后的密度、温度、速度分布,以及进一步主脉冲作用后的内爆壳层参量分布.计算结果的边界轨迹与实验测量基本一致,预脉冲作用下的单丝Z箍缩动力学行为可以分为晕等离子体膨胀、晕等离子体内爆、晕与丝芯共同内爆、滞止辐射4个阶段,在这种雪耙内爆特性下,洛伦兹力对壳层外部的晕层做功,热压对壳层内部的未扰动等离子体做功,形成等离子体堆积.     

软开关双丝脉冲熔化极活性气体保护焊逆变电源

根据双丝脉冲熔化极活性气体保护（MAG）焊的工艺要求，将软开关技术、双闭环控制技术以及现场总线控制技术相结合，研制了一套软开关双丝高速脉冲MAG焊电源，并应用计算机信息测试采集平台对该系统进行测试．结果表明，系统具有良好的静、动特性，主从机协同控制稳定可靠，完全可以满足双丝高速脉冲MAG焊的技术要求．     

低气压放电中的弧光放电发展及其抑制方法

在高频直流脉冲放电的条件下,对低气压放电过程中存在的弧光放电的发展过程进行了研究,揭示了脉冲放电频率的提高对抑制弧光放电的发展是有效的,而快速的弧光放电检测和保护电路是不可缺少的.为一种新型等离子体高频激励电源的研制提供了有效的依据.