1 中国科学院 合肥物质科学研究院 等离子体物理研究所, 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 合肥 230026
3 合肥综合性国家科学中心 能源研究院(安徽省能源实验室), 合肥 230026)
基于自动化建模软件平台cosVMPT的发展，建立了包含厂房结构的中国聚变工程试验堆（CFETR） 360°全堆模型，主要结构包括中心螺线管线圈、真空室、纵场线圈、极向场线圈、内外冷屏、杜瓦，以及精细结构的水冷包层和偏滤器。空间布置上包括16个上/下窗口和6个中窗口，2个斜窗口作为NBI束通道，其余窗口内设为屏蔽块。引入“on-the-fly”（OTF）全局减方差方法以获得可靠的中子、光子通量，结果显示其在厂房内的分布不对称。验证了cosVMPT平台和OTF方法的可靠性，并与扇段模型所获得的结果进行对比，进一步确认能够通过扇段模型来简化建模计算过程的使用范围。
CFETR 360°全堆模型 cosVMPT OTF方法 中子学 CFETR 360° model cosVMPT on-the-fly method neutronics 强激光与粒子束
2022, 34(2): 026018
1 中国计量科学研究院, 北京 100029
2 哈尔滨工业大学 电气及自动化学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
针对厚度测量中对射激光束共线性的要求, 提出了一种基于双分光棱镜的传感器光轴空间位姿视觉检测方法。在分光镜坐标系下, 分析了单条激光束在组合分光棱镜中的光线传播和光斑变化规律, 建立了两条激光相对位姿与光斑中心点之间的数学模型。借助于棱镜坐标系和图像坐标系之间的转换关系, 可以根据四个拟合光斑中心坐标快速计算出激光束的相对位姿, 进而将激光束的共线测量转换为光斑中心坐标的拟合、对比问题。实验结果表明, 在传感器测量范围内, 该方法可以使两条激光束之间的夹角不大于0.17°, 距离不大于0.05 mm; 同时, 调整前后对量块的测量表明, 厚度测量误差由12 μm减小到4 μm, 间接验证了共线检测方法的有效性。所提方法实现了光束调整过程的数字化、可视化, 并且使共线性测量结果具有可溯源性, 有助于定量分析因两个激光传感器测量线不重合而引起的厚度测量误差。
共线检测 激光光轴 厚度测量 激光位移传感器 collinearity detection laser axis thickness measurement laser displacement sensor
1 中国计量科学研究院, 北京 100013
2 河南理工大学 机械与动力工程学院, 河南 焦作 454000
为了合理评定激光扫描共聚焦显微镜(Laser Scanning Confocal Microscope, LSCM)的测量性能, 提出了一种用于检验LSCM计量特性的测试方法。首先, 依据LSCM成像原理, 对其技术特点, 特别是轴向分辨率和横向分辨率等进行了理论分析; 然后对其计量特性的参数指标进行了归纳, 并提出相应的性能测试方法。具体包括采用线间隔为微纳米级的网格板等作为标准器, 测试LSCM的放大倍数和光学横向分辨率; 采用纳米级高度台阶样板测试LSCM的光学轴向分辨率和轴向定位特性; 采用激光干涉仪测试样品台工作性能等。实验证明: 该方法能够满足当前普遍应用的LSCM的性能测试需求。
激光扫描共聚焦显微镜 放大倍数 测量分辨率 非线性误差 光学相干层析成像 laser scanning confocal microscope enlargement factor measurement resolution nonlinear errors optical coherence tomography 红外与激光工程
2018, 47(8): 0817005
针对纳米结构表征和纳米制造的质量控制需要，中国计量科学研究院设计并搭建了一台计量型原子力显微镜用于纳米几何结构的测量。为了将位移精确溯源到国际单位米，研制了单频8倍程干涉仪测量位移，样品表面形貌则由接触式原子力显微镜测量。一个立方体反射镜与原子力显微镜的测头固定，作为干涉仪的参考镜。两个互相垂直的干涉仪用于测量样品与探针在x -y方向的相对位置。样品台置于具有三面反射镜的零膨胀玻璃块上，由压电陶瓷位移台驱动。另外两台干涉仪测量样品与探针在z方向的位移，探针针尖位于干涉仪光束的交点以减小Abbe误差。由于光学器件的缺陷产生的相位混合会引起非线性误差，采用谐波分离法拟合干涉信号来修正误差，修正后干涉仪测量误差减小为0.7 nm。
原子力显微镜 纳米计量 位移测量 多倍程干涉仪 非线性 atomic force microscope nanometrology displacement measurement multi-pass interferometer nonlinearity
