基于相移法的三维形貌重建精度高, 对环境噪声和阴影等不敏感, 但由于多幅条纹解相位, 难以应用于动态物体的三维测量中, 为此, 提出了一种新的算法。基于Harris算法提取刚性运动棋盘格的角点, 确定相邻两帧采集条纹图像之间的像素偏差并校正采集条纹图像; 根据投影仪和摄像机的标定参数建立投影图像和采集图像之间的空间变换矩阵, 并根据变换矩阵得到校正后的投影条纹图像; 采用高速投影技术以减小帧间像素偏差; 投影校正的投影图像并对采集图像进行变换, 从而得到近似于物体静态时的采集条纹。实验结果证明, 所提算法能高精度的重建轨迹和速度确定的复杂刚性运动物体的三维形貌。

咖啡酸（CA）是一种具有很高的医学价值的药物成分, 在抗菌抗病毒方面应用广泛, 尤其是咖啡酸及其衍生物在抗肿瘤方面有着巨大作用, 现在对咖啡酸的相关研究越来越多, 但大部分都是关于咖啡酸医学性质的研究, 所以对咖啡酸分子的微观结构研究是非常有必要的。 目前关于CA在Ag表面上的表面增强拉曼散射（SERS）光谱的理论与实验结合的研究尚未见报道, 而对其振动光谱及表面增强机理的研究可以为咖啡酸的各种药学机理的研究提供一种科学的物理解释, 所以有必要将密度泛函理论（DFT）方法与表面增强拉曼散射技术相结合, 对咖啡酸在Ag纳米颗粒上的吸附性质及表面增强机理进行全面的研究, 这对推进它们在医药学等领域的相关研究有着重要的参考价值。 采用SERS与DFT技术对CA分子在Ag纳米颗粒表面上的表面增强拉曼光谱进行了研究。 在实验方面, 利用热还原反应原理, 使用柠檬酸三钠和硝酸银在加热搅拌情况下制备Ag纳米颗粒, 并使用激光共聚焦显微拉曼光谱仪测量了CA分子的常规拉曼散射（NRS）光谱及其表面增强拉曼散射（SERS）光谱。 在理论计算方面, 采用DFT的B3LYP方法, 以6-31+G**和LANL2DZ分别作为C, H, O和Ag的计算基组来优化咖啡酸的分子构型, 羟基与Ag4的吸附构型, 羧基与Ag4的吸附构型, 羟基与羧基共同与Ag4吸附的构型, 并以此为基础分析计算了CA分子的NRS光谱以及三种可能吸附模型的SERS光谱, 并结合实验结果进行比较。 同时对CA分子的振动模式进行了详细指认。 根据实验数据和理论结果分析, 在452 cm-1处的谱峰归属为环面外弯曲振动和O—H面外弯曲振动的耦合, 这说明CA分子上的酚羟基是与Ag纳米颗粒表面作用的, 不过相互作用较弱, 推测CA分子平面可能与Ag基底表面不垂直; 出现在1 338 cm-1处的谱峰归属于COO—伸缩振动, 则可以说明CA分子上的羧基可能与Ag纳米颗粒垂直吸附。 结果表明, CA分子是以羧基和酚羟基为吸附位吸附在Ag纳米颗粒表面上的。 同时对CA分子的振动模式进行了详细指认。 该工作对推进咖啡酸在生物医药等领域进一步的应用将起到重要作用。

研究了邻羟基苯甲酸(OHBA)的常规拉曼散射(NRS)光谱以及其吸附在Au纳米颗粒上的表面增强拉曼散射(SERS)光谱。 以氯金酸为原料, 柠檬酸三钠为还原剂, 用化学还原法制备了球形的金纳米粒子溶胶, 采用激光显微拉曼光谱仪(激发波长为785 nm), 测定OHBA分子的NRS光谱及其吸附在Au纳米颗粒上的SERS光谱。 同时, 应用密度泛函理论(DFT), 在B3LYP/6-31+G**(C, H, O)/LANL2DZ(Au)水平上, 对OHBA分子进行了结构优化, 在此基础上计算了OHBA分子的NRS光谱以及其吸附在Au纳米颗粒上两种不同吸附构型下的SERS光谱, 并和实验值进行比较。 结果表明, OHBA分子通过羧基吸附构型的计算值比通过羟基吸附构型的计算值与实验值符合的更好。 最后, 利用GaussView可视化软件对其振动模式进行了全面归属。 通过对邻羟基苯甲酸分子拉曼谱峰的详细指认能够得出: Au溶胶中的邻羟基苯甲酸分子, 是通过羧基倾斜地吸附在Au纳米颗粒表面的。 可视化软件直观形象地展示出了该分子的结构特征和分子基团振动情况, 对其振动峰位的归属提供了重要依据。 本文工作对推进邻羟基苯甲酸在生物医药等领域进一步的应用具有重要作用。

本文研究了间羟基苯甲酸(m-hydroxybenzoic acid,MHBA)的常规拉曼散射(normal Raman scattering,NRS)光谱及其吸附在Ag纳米颗粒上的表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)光谱。采用密度泛函理论(density functional theory,DFT),在B3LYP/6-31+G**(C、H、O)/LANL2DZ(Ag)水平上,对MHBA分子进行了几何结构优化,在此基础上计算了MHBA分子的NRS光谱以及其吸附在Ag纳米颗粒上两种不同吸附构型下的SERS光谱,并和实验值进行比较。结果表明,间羟基苯甲酸分子通过羧基与羟基共同吸附构型的计算结果比该分子通过羧基吸附构型的计算结果更符合实验值。最后,利用GaussView可视化软件对其振动模式进行了全面归属。

为解决快点火分解物理研究中锥丝靶的整体成型问题，基于超精密车削技术，提出了制备无缝、无胶锥丝靶的方法。通过建立的Au丝超精密切削成型过程中的微切削力模型，研究了相关工艺条件下微切削力对锥丝靶成型的影响。采用有限元分析方法和实验验证手段研究多种参数Au丝的切削变形问题，获得了微切削力条件下Au丝的变形规律。研究结果表明:微切削力对丝径 10 μm附近锥丝靶的成型影响较大，对丝径更大的锥丝靶则无明显影响。

利用低压等离子体增强化学气相沉积技术制备碳氢辉光放电聚合物(GDP)和全氘代辉光放电聚合物(D-GDP)薄膜。利用表面轮廓仪、傅里叶红外光谱仪和纳米压痕技术对制备的样品进行表征, 讨论了GDP/D-GDP薄膜的沉积速率、化学结构和力学性能在ICF物理实验用靶应用中的优缺点。结果表明: GDP/D-GDP薄膜的沉积速率都随反应气体流量比例近线性增加, GDP的沉积速率达到2.6 μm, D-GDP的沉积速率达到1 μm, GDP的沉积速率远大于D-GDP的沉积速率; D-GDP薄膜内部的交联化程度较弱, D-GDP更有利于靶丸内燃料的红外均化; GDP的力学性能明显优于D-GDP, 更有利于ICF物理实验用靶的燃料填充与装配操作。

采用射频辉光放电聚合技术,在低压等离子体聚合装置上开展在5~20 W功率下氘代辉光放电聚合物薄膜的制备及性能研究。利用傅里叶变换红外吸收光谱仪表征薄膜的化学结构,讨论了功率变化对其官能团结构的影响规律。利用元素分析仪和纳米压痕仪表征薄膜中氘原子的相对含量和薄膜的力学性能。研究表明:随着功率的升高,薄膜中的氘含量先升高后降低,在10 W时达到最大,薄膜中SP3CD的相对含量增加,SP3CD2的相对含量减小;聚合物薄膜的硬度和杨氏模量均随功率的增加而减小。

在惰性气氛下,用电子束对聚碳硅烷(PCS)进行辐照改性。利用傅里叶变换红外光谱分析、凝胶含量测定以及热重-气相色谱-质谱连用技术对不同剂量改性的PCS进行了分析表征,研究了辐照剂量对PCS结构与热解性能的影响。结果表明,电子束辐照作用使PCS样品中大量Si-H键和C-H键发生断裂,形成了以Si-C-Si为骨架的三维网状凝胶产物,当辐照剂量高于3 MGy时,PCS的凝胶化程度随辐照剂量的增加而明显变大。热重分析表明,电子束辐照有利于提高PCS的热稳定性,其初始失重温度和陶瓷化产率都会随辐照剂量的增加而升高,其中,经20 MGy辐照后的PCS样品的陶瓷化产率可达87%。此外,对于400 ℃预处理的PCS样品,在相同吸收剂量下,样品的凝胶质量分数、初始失重温度和最终陶瓷化产率都较未处理的高。

利用低压等离子体化学气相沉积法制备厚度约为7 μm的辉光放电聚合物薄膜，将制备的薄膜样品放入通有氩气保护的热处理炉中加热至300 ℃，分别进行6,10,24 h的保温热处理。通过白光干涉仪观察分析了不同保温时间下辉光放电聚合物薄膜的表面粗糙度;利用傅里叶变换红外吸收光谱分析了300 ℃条件下不同保温时间对薄膜结构的影响;采用纳米压痕仪表征了不同保温时间热处理后，薄膜硬度及模量的变化。结果表明:随着保温时间的增加，薄膜的表面均方根粗糙度由12 nm降至4.43 nm。薄膜结构中甲基的相对含量减少，双键的相对含量增加，碳链变长，同时薄膜网络结构的交联化程度增强。硬度和模量随着保温时间的增加先减小后增大。

采用等离子体气相凝聚技术制备了银纳米团簇颗粒, 开展了实验条件及工艺参数对团簇平均粒径和粒径分布的影响。利用四极质谱分析仪在线测量了银纳米团簇的粒径尺寸与分布, 并与透射电子显微镜(TEM)离线测量值进行比对。研究结果表明: 保持其他参数不变时, 增大结露区长度或溅射电流, 银纳米团簇的平均粒径尺寸将增大; 增加氩气流量, 银团簇粒子平均粒径也相应增大, 但当氩气流量增至60 mL/min以上时, 其平均粒径反而会减小。而氦气的加入会使平均粒径尺寸减小。在各工艺参数中, 溅射电流和氩气流量是影响银纳米团簇平均粒径的主要因素。通过调节工艺条件, 获得了平均粒径尺寸为2, 4和6 nm的银纳米团簇, 四极质谱仪监测的粒径分布与TEM离线表征结果总体一致。