光子扫描隧道显微镜的关键问题及实验研究

光子扫描隧道显微镜（ＰＳＴＭ）是一种高分辨率的扫描探针式显微镜。本在简略地介绍了ＰＳＴＭ的工作原理及实用系统的基础上，着重讨论了光纤探针的制备和扫描偏移、耦合误差的定理计算这两具关键技术问题，提出了一种分析扫描偏移及耦合误差的理论计算方法，并由此推导出计算公式，应用自行研制的ＰＳＴＭ系统、成功地对光栅、鱼鳞片等样品显微成象并作了分析，图象的质量和分辨率达到了较好的水平。     

有限长线接触光干涉弹流润滑试验设计

为了研究纯滚动线接触摩擦副的润滑特性，本文介绍了用光干涉测量原理所设计的一地有奶长线接触光干涉弹性流体动力润滑试验机的工作原理和结构分析，给出富油润滑和纯滚动工况下对数线线滚子与玻璃盘之间的油膜形状与膜厚的光干涉实验结果，并提出今后需改进的方面。     

法布里—珀罗干涉仪实验的误差与数据处理

就法布时－珀罗干涉仪实验提出了一种处理数据的新方法，即用回归法代替求平均值法。     

激光检测摩擦力显微镜的研制

纳米摩擦学已经成为摩擦学最活跃的研究领域之一。摩擦力显微镜(Friction force microscope,简称FFM)是最近几年在原子力显微镜(Atomic force microscope,简称AFM)基础上发展起来的一种具有很高分辨率的、用于研究物质表面微观摩擦性质的探测工具。由于以往在微观尺度上对摩擦现象的研究缺乏有效手段,因此,FFM自问世以来便受到广泛重视并在纳米摩擦学领域得到应用。目前纳米摩擦学研究领域的最新成果大都由AFM和FFM得到,如微摩擦力与表面轮廓斜率的对应关系、微摩擦力的周期性、微磨损的特性等。但AFM和FFM在纳米摩擦学领域的应用研究本身还有待于深入发展。虽然国内一些单位已开展对微观摩擦学的研究和扫描探针系列显微镜的研制工作,但尚未有用FFM从事纳米摩擦磨损研究的报道。清华大学摩擦学国家重点实验室与中国科学院化学研究所于1995年5月成功地研制出国内首台FFM。本文报道了我们在仪器研制方面所作的工作。     

螺旋面铣削时的共轭界限与干涉条件

探讨螺旋面铣削时的共轭界限、干涉等问题，得出干涉的必要条件，讨论了接触线上干涉点的特征。     

减小多光束干涉影响的算法研究

该文译斐索干涉仪中的多光束干涉效应作了研究和分析，并应用移相干涉术的三步法和四步法，分析和比较了多光束干涉对干涉仪测试精度的影响。结果表明，即使２个相干表面未镀膜或反射率很低时，这种影响仍是不可忽视的，但只要选择合适的移相算法，便可有效地加以抑制。     

光子扫描隧道显微镜的超衍射分辨的光子理论假说

光子扫描隧道显微镜（ＰｈｏｔｏｎＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，简称ＰＳＴＭ）的发明是在近场光学理论、全内反射理论、光纤技术、高灵敏度光电探测技术和计算机等获得重大进展的基础之上取得的，最近的研究结果表明其ＰＳＴＭ已实现１～３ｎｍ的超衍射极限的分辨率，如何解释ＰＳＴＭ能够获得如此高的超衍射极限分辨率？ＰＳＴＭ能获得的超衍射极限分辨率会是多少？本文提出一种关于ＰＳＴＭ的光子理论假说，这个假说是基于下面两个基本定律：１．光子不只是携带能量和光学信息的载体，也是具有一定空间尺寸的基本粒子２．当光子发生反射、折射、散射等时，仅改变它所携带的能量和光学信息，它的粒子尺寸并不改变，即ｐｈｏｔｏ＝常数．将上面两个基本定律应用于ＰＳＴＭ时，所谓“消逝场（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔｆｉｅｌｄ）”实际上乃是弱光子分布场，探测光纤尖端尺寸实际上相当于一个“门”，它控制着进入光纤的光子数量，通过一些计算，可获得如下几个结论：１．在ＰＳＴＭ的探测系统足够灵敏的条件下，探测光纤尖端的直径Ｄ和近场探测间距Ｚ是决定ＰＳＴＭ超级射分辨率的两个最重要的因索．２．ＰＳＴＭ分辨极限将产生在Ｄ＝ｐｈｏｔｏｎ和Ｚ＝ｐｈｏｔｏｎ．３Ｐ     

高铬钢碳化物晶内缺陷的STM及FFT分析

用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）观察了Ｃｒ１２合金中（ＣｒＦｅ）７Ｃ３碳化物的精细结构，证实其晶粒内部存在层错亚结构；并发现同一晶粒内存在几个沿不同位向排列的平行层错群，不同平行群间呈约９０°夹角。ＳＴＭ图象的快速Ｆｏｕｒｉｅｒ变换（ＦＦＴ）及逆变换（ＩＦＦＴ）结果表明，层错排列具有一定周期性。实验测得层错面间距为 ５０ ｎｍ。     

对杨氏实验的分析

本文以杨氏实验为例，力图用通俗易懂的语言和分析方法来阐明光源的非单色性和光源的宽度对干涉条纹的影响，以及光场的时问相干性和空间相干性这两个重要概念。     

一种提取曲面加工可行刀具方向的方法

着眼于自由曲面五轴ＣＮＣ加工中无干涉刀具接近方向集合的自动获取算法的研究，给出了一种基于凸包和适应性离散的采样算法，使得在干涉检查过程中，采样点的选取能适应曲面几何特征．在刀具路径的每个ＣＣ位置，自动给出可行方向的集合，减少干涉检查的人工交互，提高计算效率．该算法可以作为模具加工的并行工程框架中自动无干涉路径规划的支持工具．