随着磁流变抛光技术在超精密加工领域的应用需求不断增长, 提高该技术的抛光效率成为一种必然趋势。本文从研究磁流变抛光液料浆的性质出发, 建立了以pH值调节为手段改善抛光液性能的实验方法。采用透射电镜、粒度分析, 黏度测试和Zeta电位测试等实验分析表征了抛光颗粒的分散行为及料浆的流变特性, 并对抛光料浆特性进行了研究和优化。结果表明: 当pH值为12时, 抛光料浆具有绝对值最大的Zeta电位(33.28 mV)和最小的颗粒粒径(260 nm), 获得了抛光颗粒分散均匀、悬浮性能稳定的料浆。使用该料浆抛光液与初始抛光液在相同工艺条件下对熔石英进行抛光。实验结果表明, 在未明显恶化表面粗糙度的前提下, 该抛光液的峰去除效率和体去除效率分别提升87%和66%, 获得了良好、高效的去除效果。

针对传统的线结构光扫描法无法获得水下目标彩色信息的问题, 提出了一种RGB激光扫描方法, 设计了水下目标三维扫描系统。采用RGB三基色激光合并成一束白光线光源, 经过标定板标定后, 对水下目标进行扫描。CCD相机采集目标彩色信息, 通过计算机算法, 实现了水下目标的三维重建并复原了目标的彩色信息。重建结果表明, 水下目标颜色再现真实准确, 此方法计算量小、扫描速度快、效率高, 可以实时获取并重建水下目标的彩色三维信息。

单个流体包裹体同位素在研究岩矿古流体成因、 矿床、 油气和大地构造演化动力学等多个领域具有十分重要的意义, 激光拉曼光谱是一项可以分析单个流体包裹体同位素的有效方法。 本文提出应用显微激光拉曼光谱法来计算CO2气体碳同位素值δ13C。 利用自行设计的装置将12CO2和13CO2按比例分别与N2混合, 对混合气体样品进行显微激光拉曼测试分析后确定12CO2和13CO2的拉曼参数, 这为用激光拉曼分析碳同位素值δ13C奠定了理论基础。 通过对不同比例的12CO2/13CO2人工合成CO2包裹体样品和胜利油田CO2天然气藏样品进行激光拉曼光谱分析, 发现CO2气体碳同位素摩尔分数比N13/N12与拉曼参数之间存在数学关系式, 由此建立了根据碳同位素计算公式δ13C=［(C13/C12)样品/(C13/C12)标准-1］×1 000‰, 用激光拉曼分析获得的CO2气体有关激光拉曼参数来计算δ13C值的方法。 按照该方法, 应用显微激光拉曼光谱对胜利油田CO2天然气藏样品分析计算其δ13C值为-5.318‰, 与用质谱仪分析测出的δ13C值(-5.6‰)比较, 其相对误差较小(≈5%), 可以初步建立起应用显微激光拉曼光谱测定CO2气体碳同位素值δ13C的定量方法。

制备了一系列不同比例的12CO2/N2和13CO2/N2混合物, 对样品进行显微激光拉曼测试分析后发现气体拉曼特征峰峰面积比与其摩尔分数比成正比例关系, 拟合方程的斜率被认为是拉曼量化因子F12CO2和F13CO2。 用气相组分中只含有12CO2和N2的流体包裹体验证了当F12CO2为1.163 49时, 根据气体的拉曼特征峰峰面积比能估算出其摩尔分数比。 由线性拟合后的方程斜率得出F13CO2和F12CO2分别为1.610 86和1.163 49, 它们的比率F13CO2/F12CO2是1.384 5。 在确定稳定同位素分子的拉曼参数和实验条件基础上, CO2气体碳同位素摩尔分数比C12/C13可根据A12CO2/A13CO2 (拉曼峰峰面积比)和F13CO2/F12CO2的乘积求出。 此外, 用已知摩尔分数比(C12/C13)的人造包裹体验证了此方法具有一定的可行性, 可以建立起定量分析CO2气体碳同位素激光拉曼测试方法。

为了改善水下微光环境下成像效果,提高水下视频的清晰度和灵敏度,设计了用于水下的微光成像光学系统。采用像增强组件增大水下监控系统的灵敏度,同时配合大相对孔径和大视场角的光学物镜及照明光源。基于反摄远结构,通过优化玻璃组合采用10片玻璃设计了一个相对孔径为1/2,水下视场角为50°的水下监控用成像物镜,经过质量评价后表明,该光学系统成像质量较好,MTF在65 lp/mm时对比度达0.5以上,各项性能指标能够满足目前水下监控的需求。

基于数字散斑干涉术测量物体形变的原理，研究了物体面内位移及变形的测试技术.采用电荷耦合器件记录变形前后的两幅散斑图，取代传统散斑干涉术中的记录干板，省去传统方法中干板显影、定影的繁琐的化学湿处理过程.分别用菲涅尔散斑和像面散斑方法获得散斑干涉图，用相减技术得到含有物体形变信息的散斑干涉条纹.设计高斯低通滤波器,对干涉条纹进行处理，提高了干涉条纹的对比度.提出扫描条纹中心行方法，由条纹中心行一维位相分布获得一维物面变形，实现了散斑干涉条纹的自动判读.试验表明，该方法简洁且实用.