1 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
2 河海大学理学院, 江苏 南京 210098
为了探究金属失效与金属靶材厚度的关系,使用纳秒激光诱导冲击波,获得高压冲击压强。建立了该激光诱导的冲击波加载下TC4钛合金靶材的力学仿真模型,根据计算结果预测TC4靶材损伤情况。根据仿真模型,进行对应的激光加载实验,分析实验结果,并与模拟的结果作对比。当靶材厚度为0.05 mm,纳秒激光脉宽为10 ns,单脉冲能量为7 J,频率为1 Hz,光斑直径为5 mm时,仿真结果预判靶材发生损伤,实验结果和模拟结果一致。
激光光学 纳秒激光 有限元分析 失效分析 激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161403
江苏大学 机械工程学院, 江苏 镇江 212013
为了在成型缸基板上铺上一层均匀、厚度合适的金属粉末, 设计了一套新的传动稳定、精确的铺粉传动装置, 介绍了选择性激光烧结的工作原理, 系统组成, Z方向和XY方向传动的结构以及预期的铺粉结果。利用滚珠丝杠的高精度、微进给、无侧隙以及刚度高的特点, 再加上一对齿轮的减速运动, 从而保证了Z方向的传动。在XY方向上, 利用皮带轮连接两侧的滚珠丝杠, 从而保证铺粉辊子和铺粉板两侧运动的同步性。整套铺粉传动系统不仅缩小了铺粉结构的体积, 保证了烧结运动过程的精确性, 还能保证大型的烧结机在长时间连续运行的情况下, 机械结构传动过程的稳定性和连续性。
激光技术 选择性激光烧结 铺粉传动装置 铺粉精度 结构体积 稳定性 连续性 laser technology selective laser sintering powder transmission device powder precision structural volume stability continuity
首都师范大学物理系， 太赫兹光电子学教育部重点实验室， 太赫兹波谱与成像北京市重点实验室， 北京成像技术高精尖创新中心， 北京 100048
许多生物大分子的振动和转动能级都落在THz波段范围内， 因此可以采用THz光谱技术定性地鉴别生物样品。 但是大部分生物分子的活性需在液体环境中才能表现出来， 而水作为极性物质对THz波具有较强的吸收特性。 因此， 在THz光谱技术中通常采取各种措施来减少水的影响， 以防止水溶液中生物样品的信息被掩盖。 该研究设计了两种可利用透射式太赫兹时域光谱（THz-TDS）系统检测的夹心式微流控芯片， 通过减小THz与水的作用距离来减少水对THz的吸收， 从而达到高透过率的目的。 微流控芯片采用环烯烃共聚物（Zeonor 1420R）作为基片和盖片， 聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为沟道夹层， 利用THz-TDS系统对该芯片进行了测试， 测得该芯片在02～26 THz频率范围内的透过率可以达到80％以上。 在微流控芯片中分别加入去离子水、 1,2-丙二醇以及二者在不同体积比下的混合溶液， 并测量了它们的透射谱。 结果表明， 不同比例溶液的THz光谱明显不同， 说明该芯片在测量液态样品方面的可行性。 此外， 用该芯片分别研究了不同浓度的氯化钾和碘化钾溶液， 发现氯化钾溶液随着浓度的增加THz透过率减弱， 而碘化钾溶液则相反。 初步认为， 电解质改变了水溶液中的氢键密度， 从而导致溶液对THz吸收的改变。
太赫兹 微流控 芯片 夹心式 透过率 Terahertz Microfluidics Chip Sandwich type Transmission 光谱学与光谱分析
2018, 38(5): 1362
张聪 1,2,3,*苏波 1,2,3范宁 1,2,3张盛博 1,2,3张存林 1,2,3
1 首都师范大学 a.北京市教育部太赫兹波谱与成像重点实验室
2 b.太赫兹光电子学重点实验室
3 c.北京成像技术高精尖创新中心，北京 100048
太赫兹片上系统是一种将太赫兹产生和探测装置以及波导传输装置集成在同一基片上的设计，应用于晶体材料的共振吸收以实现对太赫兹时域光谱的探测。太赫兹产生与探测装置都由光电导天线构成，波导传输装置由微带线构成。微带线是一种能够传输高频电磁波的波导结构，但相比于自由空间波导具有高损耗和散射特性。为了研究微带线的结构参数对太赫兹波传输损耗的影响，采用模拟仿真的方法，得出了传输损耗随着传输长度和频率的增加而增加，随着微带线金属层厚度与介质层厚度的增加而减少的规律，从而证明了传输损耗的减少能够通过合理设计微带线结构来实现。
太赫兹片上系统 太赫兹波 微带线 损耗 仿真 on-chip terahertz system terahertz wave microstrip line loss simulation 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(2): 178
首都师范大学 物理系 北京市太赫兹波谱与成像重点实验室 太赫兹光电子学教育部重点实验室, 北京 100048
基于太赫兹金属光栅谐振传输现象, 利用金属光栅表面等离子体共振对周围介质敏感的特性, 设计了一种由金属光栅、样品池和高阻硅基底组成的免标记生物传感器.利用这种传感器在太赫兹时域光谱下测量了苏氨酸和精氨酸溶液的太赫兹透射光谱.结果表明：苏氨酸和精氨酸的共振频率随着溶液浓度改变在0.6～0.75 THz之间出现频移, 并且苏氨酸和精氨酸的混合样品的光谱并不是两者光谱的线性叠加.
生物传感 金属光栅 氨基酸溶液 太赫兹时域光谱 表面等离子增强 Biological sensing Metallic array Amino acid solutions THz time domain spectroscopy Surface plasmon-enhanced 光子学报
2016, 45(7): 070730003
首都师范大学物理系太赫兹光电子学教育部重点实验室，北京 100048
在太赫兹时域光谱系统中，利用两个光电二极管组成的差分电路对太赫兹波进行差分探测是最基本的探测方式。在探测前，首先要调节1/4波片，使得飞秒探测光通过沃拉斯顿棱镜后的两束偏振光的光强相等，即两束光照射到差分光电二极管后输出的电流为零。目前，调节两束光强相等的方法大多是借助于实验人员的经验，通过手动调节1/4波片，依靠肉眼观察光强的强弱，调节精度很低。实验研究了一个能够调节光路，使沃拉斯顿棱镜出射的s偏振光和p偏振光光强相等的自平衡装置。通过运算放大电路、电压转换电路和模拟/数字（A/D）转换电路对二极管输出的差分信号进行处理，并在单片机的控制下，利用步进电机带动1/4波片转动，快速达到平衡状态。实验证明该平衡装置能够达到0.9°的平衡精度。
探测器 太赫兹时域光谱 自平衡装置 差分探测 1/4波片 沃拉斯顿棱镜 光学学报
2015, 35(s2): s230002
建立了模拟空间环境下的紫外加速寿命试验装置，对太阳电池进行紫外加速寿命试验技术研究，获得了太阳电池开路电压随着紫外辐照时间的变化数据。通过试验数据处理，获得了太阳电池开路电压随着等效紫外辐照时间的衰减规律，采用加严判据理论，预测了紫外辐照环境下的电池寿命，研究紫外辐射对太阳电池的损伤规律。模拟空间环境下的太阳电池紫外加速寿命试验，可以在较短时间内获得紫外辐射对太阳电池的损伤规律，为长寿命卫星的可靠性提供了参考。
太阳电池 紫外辐射 加速寿命试验 太阳模拟器 solar batteries ultraviolet radiation acceleration lifetime test solar simulator
