武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070
为探究ZnO·Al2O3·nSiO2玻璃抗裂纹萌生能力(CR)随SiO2含量变化的演化规律，制备了一系列不同n值(n=2，2.35，2.5，2.65，3，3.5)的样品。基于CR和结构表征发现，CR随着n的增加呈先增大后减小的反常演化，并于n=2.5时出现极值(31.1 N)。这是源于随着n增大：(1)原子堆积份数逐渐减小，可致密化体积逐渐增加，从而导致CR逐步提高；(2)Al—O多面体结构单元含量逐步减少，导致CR逐步下降；(3)考虑到相界面对裂纹生长的强阻挡能力，中程异构分相(富Al和富Si相)致相界面数量呈先增多后减少的变化趋势，导致CR产生类似的非单调演化。上述三个因素的竞争和协同作用是该体系中CR呈反常演化的结构起源，但考虑到极值点附近较小的组分变化，中程异构致相界面数量随n增加呈现的非单调演变才应是CR呈反常演化的主要结构根源。
锌铝硅酸盐玻璃 抗裂纹萌生能力 玻璃结构 原子堆积份数 Al—O多面体 相界面 zinc aluminosilicate glass crack initiation resistance glass structure atomic packing density Al—O polyhedron phase interface
武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070
作为重要的透明微晶玻璃体系，含镁锌的铝硅酸盐玻璃展现了优异的力学、光学特性。大量研究关注该体系的核化和晶体生长过程，但锌镁替换对铝硅酸盐玻璃玻璃转变和晶化行为影响的物理机理尚不明晰。本研究以xZnO·(11-x)MgO·22Al2O3·67SiO2(x%=0%,2.2%,5.5%,8.8%,11.0%，摩尔分数)玻璃为研究对象，探究锌镁替换对铝硅酸盐玻璃的玻璃转变和晶化行为的调控规律。结果表明：随着锌逐步替换镁，玻璃转变温度慢慢下降，这是由于Zn2+较弱的场强和多一个电子层的屏蔽作用，玻璃网络骨架整体键合强度降低；析出晶相从单一的莫来石相转变为莫来石与锌铝尖晶石的混合相，这是由于Zn2+具有促进铝硅酸玻璃分相的作用；析晶温度降低，这主要是由于析晶温度附近黏温曲线变得更陡峭和析晶活化能降低。
铝硅酸盐玻璃 玻璃转变 晶化行为 结构 微不均匀性 aluminosilicate glass ZnO ZnO glass transition crystallization behavior structure inhomogeneity
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 苏州慧利仪器有限责任公司，江苏苏州 215123
3 苏州维纳仪器有限责任公司，江苏苏州 215123
为了实现对回转锥形内表面的形貌精密测量，分析了干涉测量中误差产生的原因，明确了误差对测量结果造成的影响。通过在圆柱坐标系下建立数学模型，推导出偏移误差和角度误差的数学公式，并对误差公式进行分析。结果表明：圆锥反射镜的偏移量和顶角的加工误差都会造成光程差；当偏移量极小时，光程差与反射镜偏移量成线性关系；光程差对于角度误差非常敏感，为了保证测量精度，需要严格控制圆锥反射镜的顶角大小。
干涉测量 锥形内表面 误差分析 interferometric measurement conical frustum inner surface error analysis
1 南京邮电大学理学院应用物理学系, 江苏 南京 210023
2 江苏省新能源技术工程实验室, 江苏 南京 210023
粒子的波粒二象性是量子力学中一个重要的基本概念,同时安德森局域化是凝聚态物理中一个重要的物理现象。 受光子在双臂干涉仪中波粒二象性的启发,研究了一维长程跳跃随机势模型中表征电子粒子性的分辨率D和表征波动性的可见度V。研究结果表明D2小于,等于,和大于V2 分别对应退局域态,临界态和局域态。从金属态到非金属态,安德森转变可以看作一种从偏向波动样行为到偏向粒子样行为的转变。该结果对认识波粒二象性及安德森转变具有重要意义。
量子物理 波粒二象性 直接对角化方法 长程跳跃随机势模型 quantum physics wave-particle duality direct diagonalization method random potential model with long-range hopping
Author Affiliations
Abstract
1 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
3 Science and Technology on Electromagnetic Scattering Laboratory, Shanghai 200438, China
We present a new compact radar system to measure a terahertz radar cross section (RCS) of metal plates, trihedral corner reflectors, and an aircraft scaled model with a 0.1 THz continuous wave. We both numerically and experimentally investigate the terahertz RCS of the metal plates and trihedral corner reflectors. The numerical simulations are obtained by using commercial software, i.e., computer simulation technology, which agree well with the experimental results. Then, the RCS of an aircraft scaled model is measured, and the experimental results are in good agreement with the physical characteristics of the scaled model. The effectiveness of our compact radar system is verified to get the RCS of complex targets, such as the scaled models of the tactical targets.
220.4830 Systems design Chinese Optics Letters
2017, 15(11): 112201
1 华中科技大学 武汉光电国家实验室, 武汉 430074
2 电磁散射重点实验室, 上海 200438
为了测量金属平板的雷达散射截面,分别采用了太赫兹时域光谱系统和0.1THz连续波测量系统两种方法进行测量, 并从理论上分析了雷达散射截面测量模型。结果表明, 对于太赫兹时域光谱系统, 随着测量频率和角度的增加, 其误差在增大; 对于0.1THz连续波测量系统, 随着角度的增加, 误差增大, 随着被测目标尺寸增大, 误差先减小后增大, 实验最小误差均可达到-0.244dB。利用太赫时域光谱系统及0.1THz连续波测量系统测量雷达散射截面均是可行的。太赫兹时域光谱系统具有频率取值范围大、角分辨率高的特点; 而0.1THz连续系统系统结构简单、成像速度快、使用方便。
测量与计量 雷达散射截面 太赫兹时域光谱系统 0.1 THz连续波测量系统 measurement and metrology radar cross section terahertz time-domain spectroscopy system 0.1THz continuous-wave measurement system
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国白城兵器试验中心, 吉林 白城 137001
结合实际需要设计了一种精度高、便携性好, 用于检测多光轴光学系统光轴间平行性的检测仪器。该仪器能够实现可见、红外与激光不同谱段任意两个光学成像系统间的光轴平行性检测。与同类其他仪器比较, 该仪器的特点是光学系统结构均采用全反射设计, 避免使用红外光学玻璃, 在设计中减小和去除了影响仪器精度的一些因素, 例如: 去除了平面镜2个表面楔角α的影响。仪器的主体采用完全对称的结构和积木式的组装方式, 保证了仪器经温度循环实验和振动试验后检测精度优于5″, 满足使用要求。
光轴平行性检测 多光轴光电系统 激光与红外光轴 可见/红外与可见/红外光轴 optical-axis parallelism detection multi-axial photoelectric system laser and infrared optical-axis visible/infrared optical-axis
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国白城兵器实验中心, 吉林 白城 137001
4 长春职业技术学院, 吉林 长春 130033
为了实现低对比度目标捕获能力检测装置静动态目标源对比度的标定，搭建了目标源对比度测量系统，对图像对比度和光学对比度的对应关系进行研究。对静态目标源图像对比度进行了分析和标定，采用最小二乘法得出标定的拟合曲线。借鉴国军标细则和静态标定方法，针对动态目标源特有的“形变效应”和“灰度渐变效应”而造成目标灰度缺少统一准确的提取方法，采用判别分析的数理统计方法对提取框尺寸进行归类分析，借助散点图将提取框尺寸和灰度分布的关系进行可视化处理，明确了提取框的合理尺寸，排除了效应对标定的不良影响。绘制出不同速率条件下动态目标源对比度标定曲线。实验结果表明，提取框选择的准确率在94%以上，静动态标定方程评价参数R2和R2adj均优于99%，标定精度S均优于0.006。满足了对检验装置中目标源对比度标定的需要。
测量 可调目标源 对比度标定 数理分析 判别分析 曲线拟合 光学学报
2014, 34(11): 1123001
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
在分析存在外部因素影响光电设备跟踪能力检测的基础上，提出了利用建模分析的方法，在外部因素（目标速度、目标大小、目标亮暗和物方目标对比度）和图像目标对比度之间建立起数学模型。实验采用可调对比度无穷远目标源装置、高速摄像机、精密转台和捕获仿真装置等建立检验环境，通过数学模型分析和图像分析相互验证，着重对不同的外部因素进行了特性分析。实验结果证明：在背景辐亮度为3.2 W/(sr·m2)的工况条件下，拟合的方程能够准确地表述各外部因素与图像对比度的数学关系，通过设定各外部因素水平能够对光电跟踪设备的捕获能力进行有效检测。
光学器件 光电跟踪仪 低对比度目标捕获能力 外部因素 图像对比度
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 光学系统先进制造技术中国科学院重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100039
为了实现体视显微镜物镜的大变倍比连续变焦,同时尽量避免使用非球面以及衍射元件,采用双组联动型变倍补偿形式,设计了大变倍比连续变焦距体视显微镜物镜系统。该系统实现0.8×~16×倍的20倍连续变焦,系统工作距离达到91 mm,后工作距离达到200 mm,双组联动型结构不仅实现了大变倍比,同时保证系统结构尽量简单。设计结果表明：双组联动型变倍补偿形式对实现大变倍比以及简化结构是有利的。通过对系统成像质量以及凸轮拟合曲线进行分析,系统组元移动曲线光滑,成像质量达到要求。
光学设计 变焦系统 体视显微镜 双组联动型 optical design zoom system stereo microscope double linkage
