1 中国计量科学研究院, 北京 100029
2 核工业北京地质研究院, 北京 100029
在采用全杂质元素扣除法进行纯度计算时, 痕量氧对高纯金的纯度测定具有明显影响, 而以往的杂质扣除法不计算氧等非金属元素, 使得纯度测定结果缺乏说服力。 通过建立惰气熔融红外吸收法, 测量高纯金纯度标准物质中痕量氧含量, 同时采用二次离子质谱法进行了方法比对, 确保测量结果的可靠性。 优化了氧氮氢分析仪的测量参数, 确定了最佳工作条件: 吹扫时间35 s, 分析延迟75 s, 排气周期2, 排气时间25 s, 排气功率4 500 W, 分析功率4 000 W; 选择金属锡作为助熔剂, 通过氧释放实验确定金锡比为5∶3, 对金样品进行二次测量发现氧残留与空白一致, 说明锡粒的加入可以促进金中氧的释放, 从而解决了金中氧释放不完全的难题; 对锡粒进行反复脱氧, 降低空白, 获得了稳定的测量空白, 方法定量限达到0.1 mg·kg-1; 采用碳酸钠纯度标准物质对氧氮氢分析仪进行了校正, 校正系数为1.012, 同时氧的加标回收率在95%~105%之间, 验证了测量方法的可靠性并保证了测量结果的溯源性。 将高纯金制备成树脂靶件, 在二次离子质谱仪中以Cs+作为一次离子源, 光阑400 μm, 离子束强度为3 nA, 束斑大小约20 μm, 栅格扫描大小为10 μm, 二次离子光路光阑为400 μm, 质量分辨率约为2 400, 经过溅射和电离, 采集16O-和18O-离子流, 以SRM685高纯金标准物质作为测量标准, 通过标准、 样品的循环测量, 以标准和样品的离子强度对比计算含氧量。 采用两种方法的测量结果分别为(1.1±0.3)和(0.9±0.3) mg·kg-1, 两个结果在不确定度范围内一致, 对测量不确定度的评定表明其主要来源为测量重复性, 最终确定高纯金纯度标准物质中痕量氧含量为(1.0±0.4) mg·kg-1。 测量方法的建立实现了高纯金中痕量氧的准确测定, 为痕量氧测量和高纯金及其他高纯金属纯度标准物质的研制提供了有效的技术手段。
高纯金 氧 惰性气体熔融红外吸收法 二次离子质谱 High purity gold Oxygen Inert gas fusion infrared absorption spectrometry Secondary ion mass spectrometry
西安交通大学 现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室, 陕西 西安 710049
航空发动机涡轮叶片叶尖间隙呈三维变化特点, 传统光纤式叶尖间隙检测系统的测量结果受维间耦合影响精度差, 信息源单一。本文利用一种沿直角等腰三角排布的三路双圈同轴式光纤传感基元组成的传感探头, 通过BP神经网络解耦方法, 实现了从传感器输出到叶尖端面径向间隙、轴向倾角和周向倾角三维参量的解耦。设计加工三维测量光纤传感器和后续调理电路并对检测系统进行了静、动态实验验证。实验结果表明: 该系统径向间隙静态测量的最大误差为47 μm, 标准差为10 μm, 轴向和周向倾角的静态测量最大误差分别为0.49°和2.32°, 标准差分别为0.13°和0.36°。系统具有良好的重复性和可靠性, 径向间隙的动态测量标准差小于18 μm, 轴向和周向倾角的动态测量标准差小0.2°和05°, 能够满足航空发动机涡轮叶片叶尖间隙三维参量快速实时检测的需求。
光纤传感 航空发动机 三维叶尖间隙 神经网络 检测系统 fiber-optic sensing aero-engine 3-D tip clearance neural network measurement system
1 中国科学技术大学近代物理系, 安徽 合肥 230026
2 科大国盾量子技术股份有限公司, 安徽 合肥 230088
3 国网电力信息通信有限公司, 北京 100761
4 北京国盾量子信息技术有限公司, 北京 100193
电力悬空光缆中光子偏振态易受外界快速无规则扰动影响,导致偏振编码量子密钥分发(QKD)系统成码率降低甚至无法成码,为对抗链路中偏振态的快速变化,设计了高速偏振反馈系统(FPF),介绍了该系统的工作原理。重点研究了系统中关键的偏振反馈算法,包括对偏振收敛程度评价函数及搜索算法的选取,偏振反馈周期与成码周期的监测条件的选取,以及监测阈值的自适应选取。整个系统在实际悬空光纤上进行了实测,测试结果表明该系统和算法能够解决中远距离悬空光缆中QKD成码难的问题。
光通信 量子通信 偏振反馈算法 爬山算法 电力悬空光缆
哈尔滨工程大学理学院光子科学与技术研究中心， 黑龙江 哈尔滨 150001
研究了一种长基线激光干涉仪的在线稳定性监测技术，可用于纳米量级的位移和振动测量。构建了一个臂长22 m的激光干涉仪用于位移和振动测量。基于相位生成载波(PGC)解调技术，通过在相位调制载波中增加已知频率、固定幅值的指示信号，利用指示信号的幅度变化，实现激光干涉仪的工作状态监测，以及测量环境的变化与波动的指示。实验结果表明，加入已知幅度频率的指示信号可以实现激光干涉仪在线运行状态的监测。该方法的优点是没有增加硬件负载，可实现激光干涉仪的在线稳定性监测，简化了干涉仪调试过程，提高了运行效率。
测量 激光干涉仪 纳米测量 相位生成载波 在线稳定性监测
哈尔滨工程大学理学院光子科学与技术研究中心, 黑龙江 哈尔滨 150001
提出了一种用于单频激光干涉仪的非线性误差被动补偿方法。利用干涉仪中波片位置的在线预置，实现干涉仪偏振态的超前调整，补偿干涉仪中由偏振分光棱镜、消偏振分光棱镜以及波片的性能和位置非理想导致的非线性误差。构建干涉仪非线性误差在线检测装置进行实验研究。结果表明，通过被动补偿方法集成的干涉仪输出信号的交直流抑制比大于500，非线性正交相移m减小至0.003 rad(0.15 nm)。通过连续24 h的稳定性测量实验可知，参数m变化幅度在0.024 rad(1.21 nm)内，极大地抑制了干涉仪的非线性误差。
测量 激光干涉 非线性误差 被动补偿 纳米测量
采用Cs2CO3∶Alq3/MoO3作电荷产生层，制备出高效双单元串联型叠层有机发光器件。双单元叠层有机发光器件发光性能受电荷产生层MoO3的厚度影响很大。当MoO3厚度为30 nm时，叠层器件表现出最好的器件性能，最大电流效率达到14.5 cd/A。在相当宽的低电流密度范围内，30 nm MoO3叠层器件的电流效率是对比单层器件电流效率的2倍以上; 但高电流密度下，叠层器件电流效率下降较快。叠层发光器件性能的提高与中间电荷产生层向上下两个发光单元有效的电子、空穴注入有关。
有机发光器件 电荷产生层 叠层 三氧化钼 碳酸铯 OLEDs charge generation layer tandem MoO3 Cs2CO3
高能束流加工技术重点实验室 北京航空制造工程研究所, 北京 100024
针对航空工业应用广泛的BT20钛合金, 主要研究其激光焊接头的损伤行为和机理。在对钛合金激光焊接头组织和性能不均匀性分析的基础上, 采用SEM原位观察的方法对激光焊接头的塑性损伤行为进行研究, 从细观上揭示焊接接头的损伤演化与断裂机理。试验发现：焊缝的损伤形式为微裂纹在切应力与正应力共同作用下沿滑移带萌生, 在裂纹前端滑移带相交处, 应力集中会引发新的微裂纹, 并随后与主裂纹相连, 从而导致裂纹的“Z”字型扩展。
激光焊接 钛合金 损伤 断裂 laser welding titanium damage behavior fracture
哈尔滨工程大学理学院光子科学与技术研究中心， 黑龙江 哈尔滨 150001
研究了一种基于偏振光的集成式单频激光干涉仪。利用偏振光学变换方法，实现了干涉仪的光学4细分结构，提高了测量灵敏度；构建4路正交探测结构，实现了干涉仪的无源偏振调制，扩大了干涉仪测量范围；采用光路集成化的设计方法，实现了一体化干涉仪光路集成。对激光干涉仪进行振动测量实验研究，结果表明，静态位移测量误差小于±0.3 nm，振动测量的分辨率达10 pm/Hz1/2；上述集成单频激光干涉仪具有测量精度高、稳定性好、动态范围宽、受环境影响小等优点，可被广泛用于纳米测量的各个领域。
测量 激光干涉仪 纳米测量 差动干涉 光路集成化
哈尔滨工程大学理学院光子科学与技术研究中心, 黑龙江 哈尔滨 150001
研究了用于纳米测量的激光干涉仪中光学波片对非线性误差的影响，基于琼斯矩阵理论建立了多波片的误差分析模型，分析了λ/2和λ/4波片引起的干涉仪非线性误差，对波片位置引起的非线性误差进行了实验研究。结果表明，波片位置调整精度对干涉仪测量影响巨大，在0~5°范围内，λ/2波片和λ/4波片引起的非线性误差分别为6.5 nm和9.5 nm。上述研究结果为单频偏振激光干涉仪光路调整及非线性误差的补偿提供了参考。
测量 激光干涉 纳米测量 偏振干涉 波片 非线性误差
制备了结构为ITO/BCP或Alq3(x=0, 2, 6, 10, 20, 40 nm)/C60(50 nm)/Rubrene(50 nm)/MoO3(5 nm)/Al(130 nm)的倒置异质结有机太阳能电池, 其中BCP或Alq3作电子传输层。实验结果表明: 当BCP或Alq3≤6 nm时, 器件性能随电子传输层厚度的变化不大; 当BCP或Alq3≥10 nm时, 随电子传输层厚度的增加, 含Alq3器件的性能衰减很快, 含BCP器件的性能衰减相对较慢, 且其开路电压保持不变。分析表明: 当电子传输层较薄时, 粗糙的ITO使电子较容易从C60注入到ITO; 当电子传输层较厚时, BCP/C60之间的能带弯曲使二者之间几乎不存在势垒,含BCP器件性能较差主要源于BCP较差的电子迁移率,而含Alq3器件性能较差主要源于Alq3/C60之间的势垒。
有机太阳能电池 倒置 能带弯曲 organic solar cells inverted band bending C60 C60
