利用激光超声技术, 研究生产中常见的弧形表面缺陷的无损检测方法。首先基于热弹机制建立弧形表面缺陷检测的有限元仿真模型, 探究不同尺寸参数的缺陷对表面波反射回波及透射波的影响; 然后采用经验模态分解法对带有缺陷信息的反射回波和透射波信号进行了分解, 提取相应特征频率的信号进行叠加; 最后根据超声特征参数的变化规律, 建立了缺陷深度的预测模型。结果表明, 利用透射波特征参数计算得到的缺陷深度与实际缺陷深度相比的最大误差仅为0.6%, 因此提出的预测模型具有较高的精度, 可用于弧形表面缺陷的现场检测。

为了实现表面V形裂纹的定量检测, 采用有限元的方法研究了激光激发的超声表面波与表面V形裂纹的作用机理, 在反射回波信号中提取了与表面裂纹长度和角度有关的特征信号。分析了裂纹的角度和长度变化对表面波信号的影响, 并对时域信号进行了时频分析, 提出了一种利用反射表面波定量表征表面V形裂纹长度的方法。数值结果表明, 随着裂纹长度的增加, 反射回波的到达时间差也线性增加, 透射表面波对裂纹角度的变化比较敏感。通过反射回波到达的时间差与裂纹长度之间的关系可以快速判断裂纹长度, 并定量表征出相应裂纹的长度。数值结果与理论结果有很高的吻合度, 为表面V形裂纹长度的定量检测提供了一种高效准确的方法。

为提高CsPbBr3钙钛矿量子点稳定性并实现具有优良发光性能量子点固体材料的制备, 采用高温熔融方法成功地在硼硅酸盐微晶内部制备了CsPbBr3量子点, 得到CsPbBr3量子点微晶。通过SEM扫描电镜测试分析量子点微晶的形貌特征; 通过荧光光谱、CIE色度坐标分析其荧光特性。SEM扫描电镜测试结果表明, 在微晶表面及内部均匀分布着粒径为10 nm左右的CsPbBr3量子点, 实现了硼硅酸盐微晶对CsPbBr3量子点的有效包覆。荧光光谱测试表明, CsPbBr3量子点微晶表现出宽的激发光谱, 且可以在360 nm波长紫外光激发下实现较强的517 nm绿光发射。发射光谱及CIE坐标表明在400 ℃高温环境下该CsPbBr3量子点微晶材料仍能保持优异的光学性能。该量子点微晶材料的成功制备为钙钛矿材料在新型固体发光材料领域的发展提供了可能性。

以高温固相法成功合成了一系列Eu3+离子激活Ba3WO6红色荧光粉。分别采用X射线衍射(XRD)和荧光光谱(FL)对样品的晶体结构和发光性能进行了表征。结果表明, 样品均具有立方晶系的双钙钛矿结构; Eu3+离子的激发谱由一个宽带(包括Eu3+-O2-和W6+-O2-电荷转移带)和若干个窄峰(4f-4f电子跃迁)组成, 而跃迁5D0→7F1和5D0→7F2则构成了发射谱的主要部分。调整原材料中BaCO3和WO3的量的比, XRD的主衍射峰位发生红移至与标准谱完全吻合, 发光强度有所提升并分析了原因。Eu3+离子的临界摩尔分数为0.05, 临界距离(Rc)为1.263 4 nm。在314 nm或394 nm激发光下, 样品发出红光(λmax=596 nm),色坐标为 (0.618,0.342), 在LED照明、显示等领域具备一定潜力。

采用传统的固相法成功合成了一系列α-Ba3Y(BO3)3∶Dy3+荧光粉, 使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱(FL)和寿命衰减曲线等对样品进行表征。结果表明: 在近紫外/蓝光激发下, 样品的发射光谱主要包含黄(577 nm)、蓝(488 nm)两个发射峰组成, 分别对应电子跃迁4F9/2 →6H13/2和4F9/2→6H15/2。最佳合成温度为1 100 ℃, 该条件下合成的样品具有纯相、最大结晶度和最大发光强度。研究了荧光粉的浓度猝灭效应, 猝灭机理主要是dipole-dipole interaction, 同时exchange interaction无法忽略, 临界摩尔分数为0.07。样品的寿命衰减曲线为二次指数型, 这与Ba3Y(BO3)3特有的晶格结构有直接关系。α-Ba3Y(BO3)3∶Dy3+荧光粉有应用于荧光转换型白光LED照明的潜力。

采用两步法成功合成了单一基质双光色Ba10-x(PO4)4(SiO4)2∶xEu2+荧光粉, 研究了稀土离子占据不同的晶格格位对荧光粉光谱特性的影响。结果表明: 两步法合成的荧光粉发射光谱由414 nm的蓝光波带和504 nm绿光波带两种光色组成, 而传统的高温固相法制备的荧光粉只有504 nm处的绿光发射。荧光粉发光性能与Eu2+离子在磷灰石晶体结构中占据的晶格位置关系十分密切。两步法荧光粉双光色的形成主要是由于在第一步氧化气氛合成过程中Eu3+离子取代了基质结构中的BaⅠ和BaⅡ两个格位的Ba2+离子; 在第二步还原过程结束后, Eu2+离子仍然占据着两种格位, 从而形成了两种具有不同配位环境的发光中心。此外, 双发射峰的相对强度能够通过Eu2+离子对BaⅠ格位的取代率而调节, 进而实现光谱的调变。

针对中波红外激光器输出功率波动较大，采用声光反馈调节的方法，研发出一套声光反馈调节中波红外激光器腔体外功率的稳定控制系统，系统主要由声光调制器、探测器、微电流放大器、反馈控制电路等组成。经实验验证，该系统有效地抑制了激光器输出功率的波动，波动可控制在±0.08%范围之内，达到了低温绝对辐射计对输入激光稳定性的要求。同时该系统具有软件调节输出功率的功能，能够便捷、低成本地实现激光器多种不同功率的连续可调性输出，通过增量式PID算法使得系统在2s内便可完成不同功率之间的调节，亦解决了以往一台激光器只有唯一的输出功率的局限问题，满足用户的多种使用需求，具有实用性、创新性。

研究了手性偶氮分子N-[4-(4-十二烷氧基苯基偶氮)苯甲酰]-L-谷氨酸(C12-Azo-L-Glu)掺杂聚合物薄膜的光致变色特性。利用C12-Azo-L-Glu掺杂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的可逆光致异构过程,以线偏振的氩离子激光(488 nm)作抽运光和写入光,线偏振氦氖激光(632.8 nm)作再现光和读出光,探讨了光致双折射和全息光学存储过程中,衍射信号强度与氩离子激光功率的关系。实验结果表明C12-Azo-L-Glu具有响应时间快、可擦重写、耐疲劳度高的特点,可用作实时存储材料。

研究了甲基橙(MO)偶氮染料掺杂聚乙烯醇(PVA)薄膜的光致双折射和全息光存储特性.利用YAG激光二倍频(532nm)作为写入光,He-Ne激光(632.8nm)作为读出光,考察了不同染料浓度薄膜的光致双折射,探讨了光致双折射和泵浦光功率的关系,并实现了全息光存储.阐明了MO/PVA光存储的物理机制.