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激光单粒子效应模拟测量系统

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激光单粒子效应模拟测量系统相关的论坛

  • 激光尘埃粒子检测仪如何使用

    激光尘埃粒子检测仪如何使用

    [size=16px]  激光尘埃粒子检测仪如何使用  使用激光尘埃粒子检测仪可以按照以下步骤进行:  按下电源按钮并等待仪器启动。  根据仪器说明书进行校准操作,确保数据的准确性。  通过仪器的操作界面或按钮选择测量模式和粒径范围,根据实际需要设置采样时间和采样间隔。  将仪器放置在待测空气中,确保其稳定且不受干扰。  启动仪器开始测量,观察仪器显示屏上的实时数据,根据实际情况,可以连续监测或设置测量时间。  测量完成后,停止仪器。  此外,使用激光尘埃粒子检测仪时,需要注意以下几点:  在开始采样前应先自净,以确保仪器内部无残留粒子,要使用设备自带的清零过滤器进行清零,当仪器上面每一项的数值均为0的时候表示清零完成!  采样时一定要用等动能取样头,并注意采样管不要堵塞、弯死,采样管不要太长。  在使用过程中,应避免仪器受到强烈的机械振动和外部强光的干扰。  在使用过程中,应保持仪器的清洁和干燥,避免水滴、灰尘等杂质进入仪器内部。  在使用过程中,应严格按照仪器说明书进行操作,避免错误操作导致仪器损坏或测量结果不准确。  综上所述,使用激光尘埃粒子检测仪需要注意多个方面的问题,包括仪器的启动和校准、测量模式和粒径范围的选择、仪器的放置和测量、以及仪器的保养和维护等。只有正确使用仪器,才能获得准确的测量结果。[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/02/202402040951364042_3693_6098850_3.jpg!w690x690.jpg[/img][/size]

  • 蒙特卡罗模拟任意几何结构的充电效应

    分享一篇英文文献,原文请附件下载。以下为摘要google翻译。当被带电粒子照射时,绝缘材料通常会受到充电效应。在本文中,我们提出了蒙特卡罗研究电子束辐照对具有任何复杂几何形状的样品结构的充电效应。当在绝缘固体中运输时,电子遇到弹性和非弹性散射事件 Mott横截面和Lorentz型介电函数分别用于描述这种散射。此外,还考虑了带隙和电子长光学声子相互作用。非弹性散射中的电子激发导致电子 - 空穴对的产生 这些负电荷和正电荷建立了内部电场,进而引起电荷的漂移被固体中的杂质,缺陷,空位等捕获,其中陷阱位点的分布被假定为具有均匀的密度。在充电条件下,内部电场使电子轨迹失真,并且表面电势动态地改变二次电子发射。在这项工作中,我们提出了一种迭代建模方法,用于自洽的电位计算 与图像电荷方法相比,该方法在处理具有任意复杂几何形状的任何结构方面具有优势 - 图像电荷方法限于非常简单的边界几何形状。我们的建模基于:有限三角网格方法的组合,用于任意几何构造 一种自洽的空间势能计算方法 以及对存放电荷运动的完整动态描述。已经进行了实例计算以模拟半无限固体的SiO 2的二次电子产率,在Au基板上生长的SiO 2膜的异质结构的充电,以及具有粗糙表面的SiO 2线结构和具有不规则形状的SiO 2纳米颗粒的SEM成像。模拟已经探索了纳米粒子表面下方有趣的交错电荷层分布以及产生它的机制。

  • 激光共聚焦显微镜系统(confocal system)的应用

    激光共聚焦显微镜系统(confocal system)的应用 1、细胞的三维重建:激光共聚焦显微镜能以0.1μm的步距沿轴向对细胞进行分层扫描,得到一组光学切片,经A/D转换后作为二维数组贮存。这些数组通过计算机进行不同的三维重建算法,可作单色或双色图像处理,组合成细胞真实的三维结构。旋转不同角度可观察各侧面的表面形态,也可从不同的断面观察细胞内部结构,测量细胞的长宽高、体积和断层面积等形态学参数。通过模拟荧光处理算法,可以产生在不同照明角度形成的阴影效果,突出立体感。通过角度旋转和细胞位置变化可产生三维动画效果。激光共聚焦显微镜的三维重建广泛用于各类细胞骨架和形态学分析、染色体分析、细胞程序化死亡的观察、细胞内细胞质和细胞器的结构变化的分析和探测等方面。 2、细胞定量荧光测定激光共聚焦显微镜以激光为光源,对细胞分层扫描,单独测定,经积分后能得到细胞荧光的准确定量,重复性极佳。它适于活细胞的定量分析,可测定细胞内溶酶体、线粒体、DNA含量、RNA含量、酶和结构性蛋白质等物质含量和分布,常用于原位分子杂交、肿瘤细胞识别、单个活细胞水平的DNA损伤及修复的定量分析。它适于快速高灵敏度测量,减少光猝灭的影响,在定量免疫荧光测定方面应用广泛,如作各种肿瘤组织切片抗原表达的定量分析,监测肿瘤相关抗原表达的定位定量信息,监测药物对肌体免疫功能的作用,监测自身免疫性疾病的多种抗原及药物对肌体免疫功能的作用,监测细胞结合和杀伤的形态特征并作定量分析等。细胞定量荧光测定可选用单荧光、双荧光方式,能自动测定细胞面积、平均荧光强度、积分荧光强度及形状因子等多种参数。 3、细胞内钙离子pH值和其它离子的动态分析通过一些专用荧光探针,可对细胞内钙离子、钠离子及pH值等作荧光标记,并对它们进行比率值和浓度梯度变化测定。由于细胞内钙离子为传递信息的第二信使,对细胞生长分化起着重要作用,通过单标记或双标记对细胞内钙离子和其它离子的荧光强度和分布精确测定,测定样品达到毫秒级的快速变化。借助光学切片功能可以测量样品深层的荧光分布以及细胞光学切片的生物化学特性的变化。通过不同时间段的检测可测定细胞内离子的扩散速率,了解它对肿瘤启动因子、生长因子等刺激的反应。细胞内离子测量广泛用于肿瘤研究、组织胚胎学、细胞生物学和药理学等领域。 4、细胞胞间通信和膜的流动性动物和植物细胞中缝隙连接介导的胞间通信在细胞增殖和分化中起着重要作用。通过测量细胞缝隙连接分子的转移,可以研究肿瘤启动因子和生长因子对缝隙连接介导的胞间通信的抑制作用及细胞内钙离子、pH值等对缝隙连接作用的影响,并监测环境毒素和药物在细胞增殖和分化中所起到的作用。选定经荧光染色后的细胞,借助于光漂白作用或光损伤作用使细胞部分或整体不发荧光,实时观察检测荧光的恢复过程,可直接反映细胞胞间通信结果。 细胞膜的流动性在进行膜的磷脂酸组成分析,药物作用点和药物作用效应,测定温度反应和物种比较方面有重要作用。细胞膜荧光探针受到极化光线激发后,发射光极性依赖于荧光分子的旋转,这种有序的运动自由度取决于荧光分子周围的膜流动性,所以极性测量能间接反映细胞膜的流动性。

  • avantes太阳模拟器光谱测量

    太阳模拟器作为光源,在某种意义上说,可以等同于太阳光源,可以模拟太阳光照射。太阳模拟器广泛应用于太阳能电池特性测试,光电材料特性测试,生物化学相关测试,光学催化降解加速研究,皮肤化妆用品检测,环境研究等。 随着太阳能光伏产业的蓬勃发展,太阳能模拟器的光谱匹配性能测试也越趋重要。针对大多数采用脉冲氙灯作为光源的设备,最理想的测试状态是采集一个脉冲周期内不同时间点的绝对辐射光谱,进而判断该太阳能模拟器的光谱等级。目前采用微小型的光纤光谱技术是实现太阳能模拟器光谱测量最简单可靠的方法。设备和方法 1、稳态光谱采集 根据IEC60694-9标准要求,太阳模拟器有效光谱范围是400-1100nm,这就需要光谱测试设备可同时采集到400-1100nm范围的绝对光谱数据,并且在整个波段范围内都具有较高的信噪比,以保证测试数据的可靠性。荷兰Avantes公司的AvaSolar光纤光谱仪,采用高信噪比的薄型背照式CCD探测器,其在200-1100nm均具有良好的光谱响应,以确保得到高质量的光谱数据。同时该套系统出厂时就进行了NIST可溯源的绝对辐射标定,可直接得到稳态的模拟器的辐照度光谱信息。 2、 瞬态光谱采集 基于AvaSolar光谱仪特有的快速采集功能,也可应用在瞬态模拟器的光谱检测中。AvaSolar最多可实现每秒钟450幅光谱的采集,不管模拟器的工作模式是单次脉冲、多次频闪,无论脉冲弛豫时间是小到2ms,还是较长的6s,AvaSolar系统均可得到真实可靠的辐照度数据。 3、光谱匹配度太阳模拟器的光谱匹配度是指在6个指定光谱范围内强度积分的百分比。任何与标准光谱的偏离百分比都必须在一定的范围内,这也正是衡量太阳模拟器等级的一项标准。对于A类太阳模拟器,光谱匹配度必须在75% - 125%之间。Ideal Spectral Match Defined by IEC StandardsSpectral MatchSpectral Range (nm) Ideal %400 - 500 18.4500 - 600 19.9600 - 700 18.4700 - 800 14.9800 - 900 12.5900 - 1100 15.9 利用AvaSoft-Solar软件特有的能量积分功能,可得到不同光谱范围内的辐照度总和(单位:µW/cm2),从而帮助判断该太阳能模拟器的光谱等级。如下图所示,同时对上述6个指定光谱范围的辐照强度进行能量积分计算。 4、 模拟器等级判断 AvaSoft-Solar软件可按照IEC60694-9标准上所述要求,根据测试得到的模拟器辐照度光谱数据直接给出模拟器的等级,可给出不同波段范围内的匹配度,以帮助用户更好的判断模拟器的性能。 5、 扩展功能 ⑴紫外老化仪光谱测量 对于设有可靠性试验室的用户来说,紫外老化也是检测光伏产品性能必不可少的环节,这也就需要针对紫外老化仪的光谱及辐照度进行有效的检测。由于AvaSolar主机可覆盖200-1100nm的光谱范围,因此AvaSolar该套系统可以直接用来进行紫外老化仪的光谱检测。 ⑵光伏组件玻璃板透过率测量 AvaSolar光谱仪不但可进行绝对辐照光谱的检测,同时可对光伏组件厂所用的大面积玻璃进行透过率的测量。仅需要在原有AvaSolar系统的基础上额外配置照射光源、积分球及光纤即可。对于工业用大尺寸的玻璃的透过率的检测,需要用户根据不同的现场测试要求自行设计积分

  • 马尔文激光粒度仪

    各位大神,关于马尔文激光粒度仪有一下问题请教:1、样品中含有多个粒度分布,但是z-aveage测试的却很大。这个Z-average是指样品中全部粒子的平均值?2、关于多分散和单分散是通过哪些个模型进行模拟计算的。谢谢。

  • 海洋光学发布 RaySphere系列测量系统用于太阳光模拟器的质量检测

    海洋光学(www.oceanopticSChina.cn)近日推出一款 RaySphere 光学测量系统,用以测量太阳光模拟器和其他辐射源的绝对辐照度。RaySphere系统可测量从紫外线到近红外光谱(380-1700nm)的不同光谱范围的绝对辐照度(mW/cm2/nm)。作为一种用于验证已安装的太阳能闪光灯输出的工具,RaySphere 特别适用于太阳光模拟器制造商以及研发实验室。太阳光模拟器的闪光可用于目的为根据光谱反应组合细胞像素的光电制造流程、以及目的为测量最终光电效能的光电制造流程。RaySphere 的系统具有必要的精确度和分辨率,以测量和分析闪光器的性能和稳定性,并通过高级的低频抖动方式触发电子设备为闪光测量计时。RaySphere 的刻度经过公认的认证实验室的确认,以确保精确的探测,并使太阳能闪光灯和太阳光模拟器的评估和资格认证符合由 ASTM 和 IEC(IEC60904-9 2007)等标准制定机构制定的标准。两台热电冷却探测器使太阳能闪光灯的光谱分析(380-1700nm)可复验性高且准确。第二种型号的 RayShere 含有一个冷却探测器,以测量最多 1100nm 的光谱。该系统同时包含高级、高速的电子设备,以及直观、强大的软件界面。极少的测量次数可实现在闪光期间,甚至于闪光间隔期间的完整光谱检测。此外,测量还可以由一个快速反应的发光二极管促发。该二极管可在百万分之一秒内通过增加闪光强度而做出反应。

  • 在线语音研讨会——符合国际标准的太阳能模拟器测量系统(主讲:熊利民老师)

    报名地址: http://webinar.ofweek.com/activityDetail.action?activity.id=4555178&user.id=2在线研讨会介绍研讨会主题:符合国际标准的太阳能模拟器测量系统举行公司:海洋光学亚洲分公司研讨会简介: 1、 熊利民老师太阳模拟器等级评定测试技术。2、 Michael Matthews作为海洋光学(Ocean Optics)引进的新型光学测量方案——RaySphere,主要用于太阳光模拟器和其他辐射源的绝对辐照度测量。作为一款用于检验太阳能闪光灯输出、太阳光过滤器功效、以及新型活性材料性能的工具,该款便携式RaySphere光谱仪对于太阳光模拟器和光电研发实验室的生产商和终端用户来说特别实用。 太阳能闪光灯尤其被广泛用于根据光谱反应设计的光生伏打电池以及关键光电模组功效测量设备的光电制造流程。为了取得IEC、JIS和ASTM等行业标准颁发的太阳能闪光灯认证,以及为了分析闪光灯的性能和稳定性,需要一款高度准确和精确的测量系统。RaySphere光谱仪将光学测量性能与先进的超低频振动式光学/电气触发电子元件相结合,用于关联闪光灯的光学和电气测量。德国物理技术研究院(PTB)的认证实验室对RaySphere的校准进行了确认,并授予太阳能闪光灯和模拟器光谱分布合格证书,证明其准确性和可靠性达到了前所未有的水平。研讨会议题安排 会议时间 会议内容 演讲嘉宾 会前 预先提问环节 网友可自行在线预先提问 有专家在线解答 09:50-10:00 会议即将开始 主持人介绍演讲专家和演讲内容情况 OFweek 杨秋妮 10:00-10:15 太阳模拟器等级评定测试技术。 演讲专家:熊利民 专家职务:中国计量科学研究院光学所 光通信与光探测实验室主任 10:15-10:45 符合国际标准的太阳能模拟器测量系统 演讲专家:Michael Matthews 专家职务: 10:45-11:00 现场提问互动环节 答疑专家: 丁海峰 专家职务: 光学工程师 11:00 研讨会结束 主讲人介绍http://webinar.ofweek.com/upload/users/ofweek/image/xiongliming.jpg演讲专家: 熊利民专家职务: 中国计量科学研究院光学所光通信与光探测实验室主任专家简介: 1996年哈尔滨工业大学工程热物理专业硕士毕业,其后分配到中国计量科学研究院光学所工作至今,长期从事光电探测器及太阳电池光谱响应度研究。已完成并正主持承担多项科技部项目、国家质检总局科研项目。曾获国家质检总局一等奖二项,二等奖一项,中国计量科学研究院一等奖一项;并被评为2003年国家质检总局岗位能手、2006年国家质检总局优秀青年。被誉为“国内太阳能模拟器计量第一人”。http://webinar.ofweek.com/upload/users/ofweek/image/michael.jpg演讲专家: Michael Matthews专家职务: 专家简介: Michael Matthews作为2009届凯洛格商学院生产管理硕士(MMM)研究生,除了拥有罗拉-密苏里大学非金属工艺学的学士和硕士学位外,他还在美国西北大学凯洛格商学院和麦考克工程学院取得工商管理和工程管理双学位。Michael现定居德国,带领海洋光学相关团队,致力于发展用于太阳光模拟器和其他辐射源的绝对辐照度测量新型光学测量方案——RaySphere。答疑人介绍http://webinar.ofweek.com/upload/users/ofweek/image/dinghaifeng.jpg演讲专家: 丁海峰专家职务: 光学工程师专家简介: 1982年出生,2008年毕业于上海交通大学 光学工程专业,硕士; 2010年3月加入海洋光学以来,一直致力于光学传感、光度测量及光谱分析方面的工作,侧重于技术研发及应用支持,尤其在LED光度、颜色测量及荧光粉测量方面。奖品介绍http://webinar.ofweek.com/upload/users/ofweek/image/j1.jpghttp://webinar.ofweek.com/upload/users/ofweek/image/j2.jpghttp://webinar.ofweek.com/upload/users/ofweek/image/j3.jpg参加预先提问活动人员里面抽5个幸运奖(限量纪念版4G U盘,价值100元)参加现场提问活动人员里面抽5个幸运奖(限量纪念版4G U盘,价值100元)研讨会结束后 再抽3个大奖(精美真皮钱包,价值500元)公司介绍 美国海洋光学作为微型光纤光谱仪的发明者,一直致力于光纤光谱仪,化学传感器的研究,是全球领先的光传感解决方案提供商,自1989年来在全球共售出近200,000套光谱仪,为OEM客户提供灵活多样的产品选择,为工业科研用户提供性能优越的系统解决方案,涉及领域涵盖生物,环保,医药,光电,化工,教育等。 海洋光学是英国豪迈(Halma)集团的分公司,豪迈集团主要经营用于探测潜伏危险和保护人们生命安全的产品,是专业性电子、安全和环

  • 人工气候模拟系统的主要技术参数

    仪器设备名称:多功能人工气候模拟系统,型号:JL-QHB 人工气候模拟系统的功能是在一定空间内模拟一种或多种气候条件状态,可进行高温干燥测试、低温冻融测试、湿热寒潮测试、温度循环测试、湿度循环测试、冻融循环测试、盐雾测试、腐蚀介质淋雨测试、结露测试、日照试验和CO2气体腐蚀测试及具有盐类及化学物质浸蚀的海水浸润测试等,为建筑工程材料提供多种模拟环境条件和不同的测试手段。  人工气候模拟系统的主要技术参数  工作室内尺寸:定制;  温度范围:-20℃~+70℃;  温度波动度:≤±1℃;  温度范围:20%RH~98%RH;  温度波动度:±5%RH;  人工雨方向:垂直向下;  CO2气体浓度可调范围:0~20% ,控制精度 ±2%,选用进口红外型CO2浓度传感器进行直接测量和控制;  SO2气体浓度可调范围:0~20%,控制精度±3%,因为目前没有高浓度SO2传感器,所以SO2气体浓度是利用计算机采用流量法计算出浓度来进行控制;  光源:按照国标GB/T 18244-2000和GB/T 14522-93的要求,选用老化试验专用的UVA-340型荧光紫外灯,其辐照光谱能量能够很好地模拟通常日光的整个紫外光等的的全部区域;  辐照强度:最大辐照强度1.12±10%KW·m-2;  淋雨量调节:可调;  淋雨周期控制:既可手工控制淋雨/喷雾,也可自行设定淋雨/喷雾时间,自动控制周期淋雨/喷雾,且循环周期可自由设定和控制,循环次数设定范围1~1000次。

  • 当代激光颗粒分析技术的进展与应用

    当代激光颗粒分析技术的进展与应用

    当代激光颗粒分析技术的进展与应用任 中 京( 济南微纳颗粒仪器股份有限公司 济南 250022)摘 要:简要介绍了当代激光颗粒分析技术的最新主要的进展。内容涉及测试原理的发展、仪器结构的改进、数据处理技术的突破、多次散射的处理、样品分散系统的多样化、颗粒形状对测试的影响、颗粒散射模型、工业在线应用等一系列理论和应用问题。关键词:激光,粉体,颗粒,散射,测试1 前言著名物理学家费曼曾说: 假如由于某种大灾难,所有的科学知识都丢失了,只有一句话传给下一代,那么怎样才能用最少的词汇来表达最多的信息呢? 我相信这句话是原子的假设,所有的物体都是用原子构成的 。”可见物质组成在人类文明中具有多么重要的意义。20 世纪,人们对于宏观与微观的物理世界已经有了相当深入的了解,但是对于微观粒子到宏观物体之间的大量物理现象却知之甚少。颗粒正是二者之间的中介物。如大颗粒主要表现为固体特性。随着颗粒变小,流动性明显增强,很像液体;颗粒进一步变小,它将像气体一样到处飞扬了;颗粒尺度再小,它的表面积则迅速增大,表面的分子所处状态与大颗粒完全不同,颗粒的性质将发生突变,显示出某些令人震惊的量子特性! 现在, 世界上许多优秀的科学家正在这个介观领域辛勤耕耘,大量具有特殊性能的材料将在这一领域诞生。导致颗粒性质发生如此变化的第一特征是它的大小。颗粒大小在人们的生活和生产中也非常重要。如水泥颗粒磨细些,水泥早期强度将明显提高;药品粒度越细,人体对它的吸收越好;磁性记录材料越细,存储密度越高。这样的例子不胜枚举。因此,颗粒超细化已经成为提高材料性能的重要手段。颗粒大小测定受到人们重视也就不足为奇了。人们为了测定颗粒大小,几乎采用了可以想到的一切办法。由于篇幅所限,本文只介绍激光颗粒分析技术的概况。2 激光怎样测量颗粒大小激光测量颗粒大小的方法有多种,其中包括光散射、光衍射、多普勒效应、光子相关谱、光透法、消光法、光计数器、全息照相等,本文所说的激光颗粒分析专指通过检测颗粒群的散射谱分布,分析其大小及分布的激光散射( 衍射) 颗粒分析技术。众所周知,一束平行激光照射在颗粒上,将发生著名的夫琅禾费衍射,使用傅里叶变换透镜汇集衍射光,在透镜后焦面可得到此颗粒的衍射谱。如果颗粒是球体,则衍射谱是著名的Airy 图形,中心的Airy 斑直径与颗粒直径成反比。若将一同心环阵光电探测器置于后焦面用于衍射谱的检测,再配以信号处理系统, 即构成基本的激光衍射颗粒分析系统 (见图1) 。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512221524_579009_3049057_3.jpg当光束中无颗粒存在时,光会聚在探测器中心; 当小颗粒进入光束时, 探测器的光强分布较宽;当大颗粒进入光束时,探测器光强分布较窄。如果进入光束检测区的是具有一定粒度分布的颗粒群, 则探测器的输出为全部颗粒衍射谱的线性叠加,使用反演技术可根据衍射谱反求被测颗粒群的粒度分布 。激光衍射颗粒分析系统适用于粒度大于激光波长很多的颗粒,测量范围大约在6Lm 以上,测量上限决定于透镜焦距,已知最大可测到2000Lm.激光颗粒分析系统的优点是非常突出的,其中包括(1) 测量速度快,其他方法无法比拟;(2)测量过程自动化程度高,不受人为因素干扰,准确可靠;(3)衍射谱仅与颗粒大小有关,与颗粒的物理化学性质无关,因此适用面极广。3 从衍射到散射使用衍射原理的激光颗粒分析系统的主要缺点是在小颗粒范围测量误差很大,特别是无法测量亚微米颗粒的大小。随着颗粒技术的进步,颗粒粒度迅速向超细发展,夫琅禾费衍射已不能满足测试要求,必需采用更精确的Mie 理论。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512221525_579010_3049057_3.jpgMie 散射理论是球形颗粒对单色光的散射场分布的严格解析解。夫琅禾费衍射是Mie 散射理论在特定条件下的近似。Mie 散射理论指出,当颗粒直径比入射光波长小得多时,颗粒的前向散射与后向散射场分布对称;当颗粒直径与入射光波长近似时,前向散射比后向散射强,且散射场关于入射光轴呈周期分布;当颗粒直径比入射光波长大得多时,颗粒将只有前向散射场,这正与夫琅禾费衍射理论一致(见图2) 。由此可见,Mie 散射理论比夫琅禾费衍射理论适用范围更广,更精确。为了适应小颗粒散射谱的测量,光路也发生了重大变化,原平行光路由会聚光路取代。颗粒样品由置于透镜前改为透镜之后,可接收的散射角达到70b。经改进的颗粒分析新光路测量范围从0.1um 至数百um,只要改变样品位置即可方便地调节测量范围,不必更换透镜 。至此,Mie 散射理论正式担当了颗粒分析的主角。4 多重散射激光散射颗粒分析在原理上要求被测颗粒无重叠随机分散在与光路垂直的同一平面内。但是这一要求在实际上很难做到,例如干粉从喷嘴喷出往往呈三维分布,前面的颗粒使平行激光发生散射,散射光遇到后面的颗粒再次散射,此过程经历多次,散射谱分布大大展宽,这种现象称为多重散射。可以证明,N 次散射光场的复振幅是单次散射光场的复振幅的N重卷积。颗粒分布得越厚,散射谱展宽越严重,颗粒分析结果将严重地向小颗粒偏移。为了抑制多重散射,人们曾采用了多种办法。我国学者分析了多重散射与颗粒浓度的关系,发现颗粒三维分布时仍存在最佳衍射浓度,在此浓度下,多重散射可以得到有效抑制。颗粒分布越厚,最佳衍射浓度则越小。在此理论指导下,我国研制的干粉激光颗粒分析仪,其测量结果可以同湿法激光颗粒分析仪相比。5 反演——追求真实的努力我们的测量对象很少有单一粒径的颗粒集合,往往是有一定粒度分布的颗粒群。我们所测得的谱分布是由颗粒分布函数为权重的颗粒散射谱分布对所有粒径的积分。在颗粒分析中的反演运算即通过所测谱分布反求粒度分布(颗粒的散射谱分布作为理论已知)。反演正确与否直接关系到此技术的成败。本文不想全面论述反演技术,只简要介绍两种反演思路。流行的一种方法是先假定被测颗粒粒度服从某种分布函数( 如正态分布、对数正态分布、R - R 分布等,然后叠代求取分布参数。如果预先的假定是错的,那么反演结果必错。怎样才能获得真实可靠的结果呢? 我国研究人员发展了一种无约束自由拟合反演技术,即对粒度分布函数不作任何约束,令每一权重因子独立地逼近最佳值。此技术已在仪器上应用并取得良好效果,提高了颗粒大小分辨率,保证了反演结果的真实可靠性。此技术在其他场合也有应用价值。6 大小与形状有关吗?通常认为物体的大小与物体的形状是互不相关的两个概念。近期关于颗粒学的研究表明,颗粒大小的表征不仅与颗粒形状有关,而且与颗粒测试的方法有关,这恐怕是人们预料不到的。以沉降法为例来说明。在重力场中,某非球形颗粒A 的最终沉降速度与另一同质球体B的最终沉降速度相同,则定义颗粒A 的粒径即为颗粒B 的球体直径,称为沉降粒径。二者实际体积并不相同。与此相反,体积相同的两颗粒,若形状不同,一为球体另一为非球体,则其沉降粒径也不同。由此看来颗粒大小与形状有关。与沉降法类似,激光散射法所测粒径也与形状有关。截面积相同的两颗粒,非球体的衍射谱比球体的谱宽。若用球体衍射谱度量非球体,则测试结果偏小。为了解决这种矛盾,我国学者引入椭圆颗粒衍射模型,即取非球体颗粒的最小外圆直径为长轴,取其最大内圆直径为短轴,所作椭圆即为该颗粒的椭圆模型。颗粒的球体模型发展到椭圆模型是颗粒学的一个进步,椭圆模型引入的实质就是承认颗粒大小与颗粒形状有关,并把形状因素引入大小度量的范畴。椭圆模型的引入,为激光颗粒分析用于非球形颗粒奠定了理论基础,并有效地提高了测量精度。7 从实验室到工业生产第一线事实上颗粒测试生产线早已需要一种颗粒在线检测设备。例如粉磨设备的主要功能是将原料磨细,因此颗粒大小就成为粉磨工艺的首要检测指标,但是无论是沉降法还是库尔特法,无论是图像法还是超声波法,均难担此重任。目前人们只能靠检测磨机负荷与监听磨机发出的声音来判断它的工作状态,至于产品粒度则需数小时一次间隔取样,到试验室分析,再返回现场调整磨机,由于检测不及时,导致产品过粗或过粉磨现象司空见惯,造成的浪费无法计算。现在,激光颗粒分析技术的出现与成熟,为颗粒在线测试提供了可能。激光颗粒分析技术除前面谈到的许多优点外,还有一些优点尚未引起人们的注意:(1)它可用于运动颗粒群的实时颗粒分析;(2)它不但适用于液体中的颗粒,也适用于气体中的颗粒。所有这些优点都注定了这种测试方法必定要在现代化的颗粒生产线担任在线粒度测试的主角。此技术在粉磨系统的应用必将改变磨机的控制模式,磨机将发挥出更大的潜力,能耗也将得到最大限度的节约。我国在气流粉碎机方面的粒度在线测控研究工作业已取得可喜的成果。预计不久,选粉、造粒、喷雾、干燥、结晶等许多工艺过程都将由激光颗粒分析仪担当在线分析的重任。到那时,此种技术的潜力才可得到较为充分的发挥。8 结束语激光颗粒分析技术的研究从70 年代起步,到今天才不过20 年的时间,它已经在测量精度、测量速度、分辨能力、动态检测能力等方面远远超过传统分析方法,在世界许多实验室与生产企业应用表现出无可比拟的优越性,越来越多的产品正在选择激光颗粒分析技术作为产品检验标准。此种

  • 【分享】激光雷达/激光探测及测距系统

    【分享】激光雷达/激光探测及测距系统

    激光雷达可以按照所用激光器、探测技术及雷达功能等来分类。目前激光雷达中使用的激光器有二氧化碳激光器,Er:YAG激光器,Nd:YAG激光器,喇曼频移Nd:YAG激光器、GaAiAs半导体激光器、氦-氖激光器和倍频Nd:YAG激光器等。其中掺铒YAG激光波长为2微米左右,而GaAiAs激光波长则在0.8-0.904微米之间。根据探测技术的不同,激光雷达可以分为直接探测型和相干探测型两种。其中直接探测型激光雷达采用脉冲振幅调制技术(AM),且不需要干涉仪。相干探测型激光雷达可用外差干涉,零拍干涉或失调零拍干涉,相应的调谐技术分别为脉冲振幅调制,脉冲频率调制(FM)或混合调制。按照不同功能,激光雷达可分为跟踪雷达,运动目标指示雷达,流速测量雷达,风剪切探测雷达,目标识别雷达,成像雷达及振动传感雷达。激光雷达最基本的工作原理与无线电雷达没有区别,即由雷达发射系统发送一个信号,经目标反射后被接收系统收集,通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。至于目标的径向速度,可以由反射光的多普勒频移来确定,也可以测量两个或多个距离,并计算其变化率而求得速度,这是、也是直接探测型雷达的基本工作原理。由此可以看出,直接探测型激光雷达的基本结构与激光测距机颇为相近。相干探测型激光雷达又有单稳与双稳之分,在所谓单稳系统中,发送与接收信号共同在所谓单稳态系统中,发送与接收信号共用一个光学孔径。并由发射/接收(T/R)开头隔离。T/R开关将发射信号送往输出望远镜和发射扫描系统进行发射,信号经目标反射后进入光学扫描系统和望远镜,这时,它们起光学接收的作用。T/R开关将接收到的辐射送入光学混频器,所得拍频信号由成像系统聚焦到光敏探测器,后者将光信号变成电信号,并由高通滤波器将来自背景源的低频成分及本机振荡器所诱导的直流信号统统滤除。最后高频成分中所包含的测量信息由信号和数据处理系统检出。双稳系统的区别在于包含两套望远镜和光学扫描部件,T/R开关自然不再需要,其余部分与单稳系统的相同。美国国防部最初对激光雷达的兴趣与对微波雷达的相似,即侧重于对目标的监视、捕获、跟踪、毁伤评(SATKA)和导航。然而,由于微波雷达足以完成大部分毁伤评估和导航任务,因而导致军用激光雷达计划集中于前者不能很好完成的少量任务上,例如高精度毁伤评估,极精确的导航修正及高分辨率成像。较早出现的一种激光雷达称为“火池”,它是由美国麻省理工学院的林肯实验室投资,于60年代末研制的。70年代初,林肯实验室演示了火池雷达精确跟踪卫星,获得多普勒影像的能力。80年代进行的实验证明,这种CO2激光雷达可以穿透某些烟雾,识破伪装,远距离捕获空中目标和探测化学战剂。发展到80年代末的火池激光雷达,采用一台高稳定CO2激光振荡器作为信号源,经一台窄带CO2激光放大器放大,其频率则由单边带调制器调制。另有工作于蓝-绿波段的中功率氩离子激光与上述雷达波束复合,用于对目标进行角度跟踪,而雷达波束的功能则是收集距离――多普勒影像,实时处理并加以显示。两束波均由一个孔径为1.2M的望远镜发射并接收。据报道,美国战略防御局和麻省理工学院的研究人员于1990年3月用上述装置对一枚从弗吉尼亚大西洋海岸发射的探空火箭进行了跟踪实验。在二级点火后6分钟,火箭进入亚轨道,即爬升阶段,并抛出其有效负载,即一个形状和大小均类似于弹道导弹再入飞行器的可充气气球。该气球有气体推进器以提供与再入飞行器和诱饵的物理结构相一致的动力学特性。目标最初由L波段跟踪雷达和X波段成像雷达进行跟踪。并将这些雷达传感器取得的数据交给火池激光雷达,后者成功地获得了距离约800千米处目标的像。[~116966~][~116967~][~116968~][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191651_624049_1602049_3.jpg[/img]

  • 【求助】手持式激光尘埃粒子计数器充电充不进去

    我们科室有好几台[b][size=2]手持式激光尘埃粒子计数器,最近都碰到充电充不进去的问题电源插上LED绿灯亮,但是电源指示的格子却是越来越少由于任务很重,经常要用不知哪位大虾有没有什么经验,解决之!说明书上说LED灯绿色是充满了的状态,充电状态是红色灯怎么不见红色只见绿色呢,而且电源根本就不足以支持一次测量是不是镍氢电池充爆了?[/size][/b]

  • 【原创】我在深圳泰立仪器公司买激光尘埃粒子计数器的故事

    我做仪器仪表方面的业务已经几十年了,前段时间公司需要几个激光尘埃粒子计数器,叫我去采购,他们也知道我是行家,所以看货都是很准的,也对,想这样的激光尘埃粒子计数器的品质我是看过很多,所以基本是没有问题,都可以给公司找到好的货源的。 不过现在的仪器仪表公司很多,在网络上一搜索,激光尘埃粒子计数器,天出现一大片的红字,眼睛都很花了,还好我戴有老花眼镜,一开始还真不好选找那一个公司问问价格,点了一下前面的几个站进去,是买测厚仪和硬度计的,感觉不是很专业。最后就进入了一家深圳的仪器仪表公司,深圳泰立仪器仪表公司,看了看产品,感觉价格还比较合适。品种还比较多,打了一个电话去问问,是一位夏先生接待我的,为了考证这个公司的仪器专业知识,我特别问了几个很难得专业知识去难道这个夏先生,我问了下涂层测厚仪和超声波探伤仪的一些相关知识。没有问激光尘埃粒子计数器的,但是没有想到,夏先生居然都回答了我的问题,开始让我感觉这个公司的专业性。 最后我说明了我的用意,和我需要的产品,夏先生还是很热情的回复了我的要求,不过听夏先生的声音我感觉他应该很胖,谈的来就好,他报的价格我也是很满意的,我这个人一向不喜欢去和别人还价,只要在我的低价的范围内基本都没什么问题。终于,最后我在泰立仪器公司订购了4台 激光尘埃粒子计数器,感觉服务还不错。最后货几天后就到了。 开始说了那么多,就是教大家在买仪器的时候, 先要做的事选对公司,一定要是网络上有点名气的,你可以找找那些排名在前面的站点,一般来说网络做的好的站点的公司,规模一定也不错,当然质量也会很好的。网络上买东西嘛,要的就是信誉度和质量。 希望我的经验可以给大家一点点网络购物的帮助。

  • 什么是激光粒度仪测量中的重复散射现象?

    激光粒度仪测量是接收和识别颗粒对激光造成的散射光来实现的,复散射现象是散射光在传播过程中又遇到其他颗粒并二次或多次散射的现象。 根据米氏散射理论,一定粒径的颗粒产生固定角度的散射光,直接接收和识别这些散射光将得到与之对应的、准确的颗粒直径。如果接收和识别的是复散射光信号,将得到错误的结果,同时降低系数的分辨力。将悬浮颗粒的浓度控制在系统允许的最佳范围内,复散射现象可以将至最低。一般的,粒度分布测量是通过系统识别和接收光信号来实现的。而光型号的强弱又是悬浮液中的颗粒个数决定的。激光粒度仪测试中,悬浮液中颗粒浓度越高,散射光信号越强,但随之而来的复散射现象同时加剧,影响测量结果;反之悬浮液中的颗粒浓度越低,虽然复现象得到缓解,但信噪比下降,所以粒度分布测量过程中合适的颗粒浓度很重要。合理控制浓度,也会会控制复散射现象。在激光粒度的测试中,软件的修正也是非常重要。微纳独创的无约束自由拟合技术,不受任何函数限制,可真实反映颗粒的分布状态。针对激光粒度仪测量中的复散射,软件也可以根据测试样品的浓度对复散射现象进行修正,以达到最准确的测试结果。

  • 激光粒子计数器哪里才能全指标校准

    各位好,目前手边有climet的激光粒子计数器,如何才能进行0.3/0.5/5.0粒径和浓度的检测?华东计量院那里粒径只能做一个0.5的,浓度做出来也只给两个数据,不写做的是哪个粒径大小?请问各位,除了送供应商那里,哪里还能进行全范围指标的校准?

  • 强激光高能量密度物理研究新进展——局域超临界场致正负电子对产生过程的磁场控制

    量子场论被认为是描述最本质物理规律的学科之一。利用最基本的关系式,狄拉克方程,所提出的多种预测已经被证实,并得到具有重大意义的结果。到目前为止,关于最具挑战性且有重大价值的一项预测的真实性验证还仍然在探索中:光是否能够直接转化成物质,即强场下真空中是否能够激发出正负粒子对。1951年诺贝尔奖得主Julian Schwinger给出了电子对在均匀稳恒电场中产生率的表达式,这项先驱性的工作引起了人们对这项对物理基础学科发展和应用极富挑战性的重大科学课题的注意,并激发人们开始投入大量精力来挑战这个未解的难题。超快超强激光技术的快速发展正在为开展这项研究提供前所未有的实验条件,使其逐渐成为物理学的一个新的前沿热点。迄今为止,人们在实验上已经得到一些有意义的结果,重离子对撞实验以及美国斯坦福线型加速器上进行的46.6GeV电子束和强激光碰撞实验,已经证实了正负电子对的产生。但是到目前为止,由强光场直接引起的真空击穿和相应的正负电子对产生过程的实验还未能实现,主要原因是目前激光系统的最大强度虽然已经高达2×1022W/cm2,但仍不足以直接“击穿“真空。为了获得更高功率的激光系统,跨国研究中心也正在建设中。我们能够预期,在不久的将来,激光就可接近甚至达到“击穿”真空并自发产生正负电子对的强度,在避免其它效应的情况下对超临界场产生正负粒子对的过程进行直接检验。如果能够实现,将是人类首次证实光可以直接转化成为物质,即爱因斯坦的能质公式E=mc2, 这对于物理学的发展和所带来影响是不可估量的。 对于这一重要问题,理论和数值方面已经得到了非常有意义的结果,但大部分工作都只考虑了电场而并没有考虑磁场效应。最近中科院物理所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)光物理实验室强激光高能量密度物理组与美国伊利诺斯州立大学、中国矿业大学和上海交通大学的合作者一起,首次研究了磁场效应对局域超临界电场下正负电子对产生过程的影响。通过运用基于量子场论的非微扰的精确数值模拟,发现在超临界的电场中即使考虑强度非常小的磁场,只要其空间宽度足够宽,仍然可以关闭正负电子对产生通道,使系统变为次临界,并且伴随产生粒子数在时间上的震荡效应(见图1)。一直被公认的Schwinger公式和Hund公式都无法对这种效应做出描述。通过计算系统总哈密顿量的能量本征值得出,磁场变宽的同时正负能态的上下限随之相互远移,当磁场宽度达到粒子在磁场中的回旋半径的时候系统就变为次临界(见图2),并且出现离散的朗道能级引发粒子数在时间上的震荡效应。上述研究结果发表在近期的物理评论快报上:http://prl.aps.org/abstract/PRL/v109/i25/e253202。该工作得到了国家基金委、科技部、科学院和美国国家基金委的资助。http://www.iop.cas.cn/xwzx/kydt/201212/W020121231638765715614.png 图1. 不同磁场宽度下正负电子对的产生数随时间的变化关系。其中WB=1.25/c约为电子在磁场中的回旋半径:磁场宽度小于回旋半径时,粒子数持续产生,系统为超临界;磁场宽度大于回旋半径时,系统变为次临界。http://www.iop.cas.cn/xwzx/kydt/201212/W020121231638765722390.gif 图2. 根据总哈密顿量得到的能级分布随磁场宽度WB变化关系。宽度小于回旋半径时,正负能态交叠,能够持续产生电子对;宽度大于回旋半径时,正负能态分离并出现离散的朗道能级。

  • 发烧级光纤光谱设备:Insight激光诱导击穿光谱检测系统

    大家能想到哪些应用领域?欢迎畅所欲言。 InsightTM激光诱导击穿光谱检测系统 ——高灵敏微量分析从此变得简单! Insight激光诱导击穿光谱检测系统(LIBS)专门用于固体材料的微量分析: * 系统内部的标准分级光栅光谱仪可提供宽光谱读取范围(190-800+nm)以及高于0.1nm的全波段分辨率; * 系统能够分析主成分元素和微量元素,图谱内的30000多个像素点可在紫外范围达到小于0.02nm谱线分辨率; http://www.oceanopticschina.cn/images/insight_LIBS.jpg * 系统内的增强型CCD摄像头在低光照度下具有很强的敏感度,增强了微量元素的光谱。 http://www.oceanopticschina.cn/images/insightspectra.jpg Insight系统内置的addLIBSTM软件使等离子发射光谱分析变得简单: * 通过addLIBS软件您能够使用部分美国国家标准技术研究院(NIST)图谱库或者国内图谱库来开发光谱、对光谱进行标注、使用已知样品制定标定方法、手动标定或对未知光谱自动选择标定方法; * 一旦标定方法制定完成,可以重复使用,也可以进行修改。 用于高保真测量:◆经久耐用的钇铝石榴石晶体激光(ND:YAG laser)、高灵敏的分级光栅光谱仪; ◆内置计时控制电路同步激光和光谱仪; ◆共焦可视面和激光平面,确保了测量的可重复性; ◆气体净化的样品舱; ◆一级安全外壳。 功能强大,操作简单: ◆样品查询和分析软件工具; ◆用户可选重复率; ◆用户可通过软件选择激光光斑尺寸; ◆单点发射、脉冲和持续轰击模式; ◆彩色视频显微镜可实时显示样品图像; ◆可选电脑控制x/y平台,用于夹持样品。 可选配置:◆可调整、样品共轴照明装置; ◆可调激光能量; ◆可调光谱仪延迟; ◆软件可选光斑尺寸(小于5μm至2mm,FWHW);

  • 用于激光颗粒测试技术的非球形颗粒的椭圆衍射模型

    用于激光颗粒测试技术的非球形颗粒的椭圆衍射模型

    用于激光颗粒测试技术的非球形颗粒的椭圆衍射模型任中京 王少清( 山东建材学院科研处 济南250022)提要:激光颗粒大小测试的结果与颗粒形状密切相关。通过对椭圆衍射谱的研究, 提出在激光粒度分析中以椭圆谱代替球形颗粒谱。计算机模拟计算与对金刚砂实测的结果表明椭圆衍射模型可以有效地抑制粒度反演结果的展宽, 更准确地获得非球形颗粒群的粒度分布。关键词 激光衍射, 椭圆模型, 颗粒大小分析, 颗粒形状, 反演1 引言  由于颗粒大小对粉末材料的重要影响, 颗粒粒度测试在建材、化工、石油等许多领域已经成为一种不可缺少的检测技术。由于颗粒形状的多样性, 无论何种测量方法, 均需要颗粒模型。通常假定颗粒为球体, 与被测颗粒等体积的球体直径称为粒径, 或称等效粒径 。然而球体模型在激光衍射(散射) 粒度分析技术中却遇到严重困难—对非球形颗粒测试常常产生较大误差, 表现为所测得的粒度分布较真实分布有展宽且偏小。来自日本和美国的颗粒测试报告也有相同的倾向 。从光学原理上看,激光粒度分析技术是通过检测颗粒群的衍射谱来反演颗粒群的尺寸分布的。非球形颗粒的衍射谱与球体有很大不同: 前者是非圆对称的, 而后者是圆对称的。欲使二者具有可比性需要新的物理模型, 新的模型应满足: 1) 更加逼近真实颗粒;2)对一系列颗粒有普遍的适用性;3)可给出衍射谱解析式;4)在激光测粒技术中能校正颗粒形状引起的测量误差;5)能函盖球体模型。本文将证明椭圆衍射模型是满足以上条件的最佳选择。2 非球形颗粒衍射模型的椭圆屏逼近颗粒虽然是三维物体, 但是在激光测粒技术中其横截面是使光波发生衍射的主要几何因素, 因此只需研究与入射光垂直的颗粒横截面。球体衍射模型即是取颗粒的体积等效球的投影圆作为该颗粒的衍射模型。如图1 所示, 将形状任意颗粒的横截面视为一衍射屏。可分别做出其轮廓的最大内接圆和最小外接圆。设外圆直径为2b, 内圆直径为2a。分别以2a, 2b 为长短轴做椭圆。下面将证明该椭圆屏即为与图1 所示的颗粒横截面等效的非圆屏的最佳解析逼近。2. 1非圆屏与椭圆屏的几何关系由图1 可见,与非球颗粒相对应的椭圆屏的面积S e 恰好为其横截面外接圆与内接圆面积的几何中值,而与该椭圆屏面积相等的圆( 面积等效圆) 的直径Do 恰好为其长短轴2a 与2b 的几何中值。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281105_441929_388_3.jpg此颗粒对球体的偏离可用形状系数K 表示, K 定义为:K=b/a[fon

  • 【分享】如何判断激光粒度分析仪的优劣

    判断激光粒度分析仪的优劣,主要看其以下几个方面:  1、粒度测量范围粒度范围宽,适合的应用广。不仅要看其仪器所报出的范围,而是看超出主检测器面积的小粒子散射如何检测。  最好的途径是全范围直接检测,这样才能保证本底扣除的一致性。不同方法的混合测试,再用计算机拟合成一张图谱,肯定带来误差。  2、激光光源一般选用2mW激光器,功率太小则散射光能量低,造成灵敏度低;另外,气体光源波长短,稳定性优于固体光源。检测器因为激光衍射光环半径越大,光强越弱,极易造成小粒子信噪比降低而漏检,所以对小粒子的分布检测能体现仪器的好坏。检测器的发展经历了圆形,半圆形和扇形几个阶段。  3、是否使用完全的米氏理论  因为米氏光散理论非常复杂,数据处理量大,所以有些厂家忽略颗粒本身折光和吸收等光学性质,采用近似的米氏理论,造成适用范围受限制,漏检几率增大等问题。  4、准确性和重复性指标  越高越好。采用NIST标准粒子检测。  5、稳定性  仪器稳定性包括光路的稳定性和分散系统的稳定性和周围环境的影响。一般来讲选用气体激光器,使用光学平台,有助于光路的稳定。内部发热部件(如50瓦的钨灯)将影响光路周围环境。  稳定性指标在厂家仪器说明中没有,用户只能凭对于仪器结构的判断和参观或询问其他长时间使用过的用户来判断。  6、扫描速度  扫描速度快可提高数据准确性,重复性和稳定性。  不同厂家的仪器扫描速度不同,从1次/秒到1000次/秒。一般来讲,循环扫描测试次数越多,平均结果的准确性越好,故速度越高越好;喷射式干法和喷雾更要求速度越高越好;自由降落式干法虽然速度不快,但由于粒子只通过样品区一次,速度也是快一些好。  用户每天需要处理的样品量,也是考虑速度的因素。  可自动对中,无需要换镜头,可自动校正。  7、使用和维护的简便性  关于这一点,在购买之前往往被忽视,而实际上直接决定了仪器使用效率和寿命。了解的方法是对仪器结构的了解和其他已有用户的反映。  拆卸、清洗是否方便:粒度仪分为主机和分散器两部分。而样品流动池总是需要定期清洗的,清洗间隔视样品性质而定。将主机和分散器合二为一的仪器往往将样品池深置于仪器内部,取出和拆卸均很繁琐,且极易碰坏光路系统。  8、是否符合国际标准标准  ISO13320标准是对激光粒度分析仪的基本要求。但并不是所有制造商都按照该标准执行。在测量亚微米粒子分布过程中,采用非激光衍射方法是不符合标准的。

  • 【原创大赛】牙刷+醋+替代电池 修好Y09-301型激光尘埃粒子计数器

    【原创大赛】牙刷+醋+替代电池 修好Y09-301型激光尘埃粒子计数器

    一台洁净区用的激光尘埃粒子计数器出现故障,拆机进行检修,并对原理结构、电子元件进行分析,供感兴趣的朋友参考。仪器基本情况:Y09-301型激光尘埃粒子计数器用于测量洁净环境中单位体积空气内的尘埃粒子大小及数目,可直接检测洁净度等级为三十万级至十级的洁净环境。该仪器采用半导体激光光源,液晶屏显示,体积小、重量轻、检测精度高、功能操作简单明了,电脑控制,可存储、打印采样结果,测试洁净环境十分便利。广泛用于电子、光学、化学、食品、化妆品、医用卫生、生物制品、航空航天等部门。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271849_416325_1807987_3.jpg故障现象:液晶显示屏蓝屏,字符无规律乱码。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271849_416326_1807987_3.jpg http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271850_416327_1807987_3.jpg http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271954_416383_1807987_3.jpg一、基础知识(专家飘过)由于是专用仪器,使用面比较窄,先科普一些知识:空气尘埃粒子计数器是用来测量空气中微粒的数量及大小及多少的仪器,为空气洁净度的评定提供依据。常见的尘埃粒子计数器是光散射式(DAPC)的,测量粒径范围0.1-10μm(即PM0.1- PM10),此外还有凝聚核式的尘埃粒子计数器(CNC),可测量尺寸更小的尘埃粒子。以自动监测PM2.5为例,有三种国际认可的方法:振荡天平法,β射线法,光谱法(光散射法)。光散射式尘埃粒子计数器仪器工作原理(见下图):空气中的微粒在光的照射下会发生散射,这种现象叫丁达尔现象(Tyndall Effect)。光散射和微粒大小、光波波长、微粒折射率及微粒对光的吸收特性等因素有关。但是就散射光强度和微粒大小而言,有一个基本规律,就是微粒散射光的强度随微粒的表面积增加而增大。这样只要测定散射光的强度就可推知微粒的大小。来自光源的光线被透镜组1聚焦于测量腔内,当空气中的每一个粒子快速地通过测量腔时,便把入射光散射一次,形成一个光脉冲信号。这一光信号经过透镜组2被送到光检测器,正比地转换成电脉冲信号,再经过电子线路的放大、甄别,拣出需要的信号,通过计数系统显示出来。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271851_416329_1807987_3.jpg光散射式尘埃粒子计数器结构示意图:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271852_416330_1807987_3.jpg二、仪器外貌本次拆机维修的型号是Y09-301,属于激光光散射式,能同时测六个粒径通道的尘埃粒子数(PM0.3--PM10)。由于激光的单色性好,光能量集中稳定,采用激光光源的尘埃粒子计数器其传感器有较高的信噪比,广泛适用于各行业的精加工、精密试验所需的洁净室(区)的检测需要(注:环保部门的PM2.5尘埃粒子监测器往往采用专用型)。仪器装在铝合金手提箱中:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271853_416331_1807987_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271853_416332_1807987_3.jpg随机附件有三脚架、16V直流电源适配器、通讯线、取样管、空气导管:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271854_416333_1807987_3.jpg仪器前面:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271854_416334_1807987_3.jpg仪器后部,2007年10月出厂,苏净公司生产;外接16V直流电源,功耗10W;有RS232接口,可接计算机或控制用:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271854_416335_1807987_3.jpg仪器上贴有年检签,为了保证准确性,每年要到有资质的机构校核:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271855_416336_1807987_3.jpg二、拆机过程及电子元件功能解析卸下仪器上面四颗螺丝,打开机器:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271855_416337_1807987_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271856_416338_1807987_3.jpg首先将锂电池组附近的电源插接头断开(即对主板断电!):http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271856_416339_1807987_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271857_416340_1807987_3.jpg主机结构为:电源板、锂电池组、主电路板、液晶显示板、自净过滤器、空气泵、测量腔组件、空气自净过滤器。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271857_416341_1807987_3.jpg 下面是电源板;锂电池组18650(2600mAH)×8只,充满电后,可工作8小时:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271858_416342_1807987_3.jpg 由于仪器采用外接16V直流输入,电源板电路相对简单。用了两只LM317T构成双稳压电源,W2、W3微调电位器分别用于空气泵流量、激光管功率调整;测量腔组件所需的光电倍增管阳极负高压电路在PCB背面:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212271858_416343_1807987_3.jpg主电路板微处理器(MCU)采用了飞利浦的P89V51RD2FA,带64KB程序Flash和1024B数据RAM的80C51单片机;6个尘埃粒径通道有6只精密微调电位器(天蓝色)供调整参数:http://ng1.

  • 非接触测量物体振动的速度,加速度,位移,运动轨迹,频率-激光测振仪

    激光测振仪(进口)位移分辨率高达0.008纳米。非接触测量物体振动的速度,加速度,位移,运动轨迹,频率.全场激光测振实现整面物体的XY轴的振动测量可以彩色动画输出。三维激光测振可以实现三轴振动测量。多点激光测振可以同时实现16个振动点振动并可以测量物体瞬间振动和实时的振动模拟.激光测振可以实现对振动幅值、频率测量。使用激光进行非接触式测量,记录被测体在振动过程中的运动轨迹,并用最大值减去最小值得到振幅。当振幅超过界定值时,可通过软件设置输出报警信号。采样频率高,能精确还原被测体运动轨迹并通过图像显示出来。传统振动测量仪都会对机械振动带来的影响,而激光测振动测量系统使用各种滤波器,使测量结果更加稳定准确。还可以测量高频振动加速度峰值和平均值,测量低频振动速度有效值。应用于如磁盘振动,压电陶瓷振动,汽车玻璃振动,桥梁振动,油罐车振动,机床精密加工振动等等微小振动的测量。非接触高精密测量精密机械加工微小振动 如压电陶瓷,硬盘振动,山体滑坡,桥梁振动,汽车发动机输油管振动,汽车玻璃振动,高压器振动,水面振动激光多普勒测振仪最大测量速度可达20m/s,最大频率范围可达2.5MHZ,可以检测到纳米级别的振动.激光多普勒测振仪采用非接触式的测量方式,可以应用在许多其他测振方式无法测量的任务中。频率和相位响应都十分出色,足以满足高精度、高速测量的应用。使用非接触测量方式,无需耗时安装调节传感器、无质量负载,且不受被测物体的尺寸、温度、位置、振动频率等的限制。还可以检测液体表面或者非常小物体的振动,同时,还可以弥补接触式测量方式无法测量大幅度振动的缺陷。 应用:如磁盘振动,压电陶瓷振动,汽车玻璃振动,桥梁振动,油罐车振动,机床精密加工振动等等微小振动的测量。 非接触高精密测量 精密机械加工微小振动如压电陶瓷,硬盘振动,山体滑坡,桥梁振动,汽车发动机输油管振动,汽车玻璃振动,高压器振动,水面振动 整片不规则金属大型结构、高温、柔软物体等接触式测量无法满足的振动测量领域的振动情况

  • 您如何看待激光诱导击穿光谱(LIBS)的发展

    您如何看待激光诱导击穿光谱(LIBS)的发展

    [align=center][url=http://www.instrument.com.cn/zt/LIBS#div_module_5b20829ea3dfbc0a50cbff15][img=,690,270]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807021841055585_4715_147_3.png!w690x270.jpg[/img][/url][/align]  激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)利用激光功率密度非常高的特点,与物质(气体、固体、液体)直接相互作用,从而产生高温等离子体,待测元素在高温等离子体中激发或电离,根据特征谱线进行定性分析,根据特征谱线的强度进行定量分析。LIBS具有不需要样品准备、多元素同时检测、测量速度快、可远程非接触测量、系统结构组成简单等诸多优点,因此,在2004年的一篇综述文章中,世界著名的光谱分析专家James Winefordner博士称之为化学分析技术的“未来之星”。  不过,LIBS是一个优点与缺点都非常明显的分析技术。由于受不可控的激光-物质(无法通过样品准备进行精确控制)相互作用的影响,加上其后的激光-等离子体(由激光烧蚀产生)、等离子体-环境气体、等离子体-激波(由等离子体快速碰撞产生)之间相互作用过程中受多种不确定因素的影响,导致LIBS系统信号测量不确定度较高,可重复性精度较差;受基体效应的影响,测量误差也相对较大。  所以,关于对LIBS的看法也有着很多不同的声音,看好、不看好都有。对此,上海交通大学俞进教授和清华大学王哲教授都曾说到,LIBS在短短的时间内吸引了大量学者和工业界人士的关注,是因为LIBS能够解决其他技术不能解决的问题。而对于LIBS能不能用的问题,二人如此说到,“LIBS肯定能用,但不能用在所有地方,让LIBS做自己能做的事情!”  如此,也意味着在今后一段时间内,LIBS还需要进行大量的机理、数据处理、应用研究,积极和其他仪器配合,开发商业化定量分析技术......,虽然这个过程可能会有点长,但是对于推动LIBS技术发展、实现其大规模商业应用来说,这些都是非常重要的。  [color=#ff0000][b]对此,您的看法呢?[/b][/color]

  • 【求助】求助!激光尘埃粒子计数器 中粒径检测不合格怎么办?

    各位朋友,本人在原料药生产企业做微生物检测,厂里买了一台激光尘埃粒子计数器(苏州产)。因要过FDA ,激光尘埃粒子计数器需要做仪器检测,,台州市局没有这样的检测实力,要到杭州省局作,,到了那边 一个上午就作好了。还给出了报告。但是这个报告出问题了。。。粒径要求 在正负30% 但我们的仪器作了 竟然到了 67% 省局作检测的人对我我说,粒径在C0.3不好 在C0.5还可以的。如果FDA问 就说 C0.3 我们厂不做的。于是我就稀里糊涂的去付钱拿了报告了。。。ps:但C0.5 的粒子检测却是合格的。。请问这个不合格有没有影响??

  • 了解核聚变有了新工具[图] X射线激光实验研究温稠密物质获得重要进展

    http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20121007/021349623688218_change_chd2a0_b.jpg 温稠密物质(warm dense matter)是在宇宙星体、地幔内部、实验室核聚变内爆过程中广泛存在的一类物质。因此,在实验室生成温稠密物质,研究它们的特性对模拟惯性约束核聚变、超新星爆炸和某些行星内部结构、地幔的物质演化和成矿机理等具有重要指导意义。 温稠密物质范围很宽,可以定义为热能小于或稍超过费米能状态的物质,是通常凝聚态物质和高温完全电离等离子体之间的一类物质,其电子处于部分电离、部分束缚的状态,成分包括自由和束缚电子、离子、原子、分子以及它们组成的束团,一般处于高压状态。通常这类物质具有高的能量密度特征。 极端X射线探测极端物质 内布拉斯加-林肯大学物理与天文学教授唐纳德·乌姆斯塔德说,要在实验室造出稠密等离子体,一般方法是迅速加热一个固体密度物质,如一薄层金属箔。如果加热速度足够快,就能达到使密度保持相对恒定,接近于通常固体密度值。超短脉冲激光是能将固体快速加热到稠密等离子体的首选。 最近,一个由牛津大学奥兰多·希瑞克斯塔和英、美、德、澳等国科学家组成的国际研究小组利用目前世界最强的X射线激光源——斯坦福大学的直线加速相干光源(LCLS)将铝箔在约80飞秒(1飞秒=10-15秒)内加热到70到180eV(约80到200万开氏度)。由于这么短时间内加热,压力达到几千万大气压,铝箔来不及膨胀,还几乎保持着原来固体密度,生成了温稠密等离子体,研究小组对其内部的电离情况进行了直接检测,并将相关结果以论文形式发表在《物理评论快报》上。 在以往实验中,所用激光只有近红外到紫外波长的激光,新实验用了完全不同的激光:X射线自由电子激光(XFEL)。相干X射线能量很高,达到千电子伏特以上,能将铝核K壳层电子直接击出原子,而红外光基本上只能激发外壳层电子。X射线还能更深地穿透材料,均匀照射整个目标,将其加热到100eV(百万开氏度以上),生成固体密度等离子体。 正如研究小组领导、牛津大学的贾斯廷·瓦克所说:“X射线激光非常关键,我们无法在别的地方进行这种实验。”LCLS为实验提供了特需条件:用于检测极端现象的严格受控的环境,相干X射线能量极高而且能精确调整,精确检测特殊固体密度等离子体属性的方法。 希瑞克斯塔等人检测了铝箔系统内高电荷离子的K壳层电离电子的荧光,反推内部压力电离下有效电离势连续降低的变化,发现实验结果和广泛使用的Stewart-Pyatt模型(1965年提出,简称SP模型)所预测的结果不符,却和更早的Ecker-Krll模型(1963年提出,简称EK模型)吻合的较好。研究人员指出,从研究核聚变能源到理解恒星内部的运行机制,这一结果将对许多领域产生重要影响。 两种模型的含义 推翻沿用半个世纪的模型意味着什么?理论的改换将会对哪些研究产生影响?为此科技日报记者还专门采访了中国科学院院士、北京大学应用物理与技术研究中心主任贺贤土。 贺贤土解释说,温稠密物质中存在复杂的电离效应,精确了解不同粒子的电离程度,可以很好了解强耦合下温稠密物质内各种粒子和束团的状态和成分,这对研究温稠密物质特性,如局部热动力学下状态方程和输运系数十分重要。 目前还没有一种满意的理论能很好描述温稠密物质性质。虽有好几种压力电离模型,但很难判断它们准确性,如何实验诊断难度很大。目前国际上很多数值模拟程序中都采用SP模型,它是用离子间距作为考虑有效屏蔽的平均离子模型的参量;而EK模型是用离子和自由电子密度之和表示粒子间距,作为考虑有效屏蔽的平均离子模型的参量。 希瑞克斯塔等人用两种模型预言温稠密物质的有效电离势发生连续下降的特性,表明了EK模型给出更大的下降,这对精确研究温稠密物质状态方程、电导系数和热导率、离子辐射等性质都有重要意义。 实验的重要性还在于他们筛选出了更好的模型。实验数据与EK模型吻合的更好,表明在计算等离子体密度时不能忽略电子的影响,考虑电子数量的模拟效果更好。但EK模型仍有不符合实验的地方,还需要更多实验和细节上的修正。这也体现了等离子体内部电离的复杂性。 贺贤土说,我国目前还没有像可调谐的千电子伏特以上能量相干的X射线自由电子激光器,上述实验由于条件的限制还无法开展。我们主要利用我国神光Ⅱ和神光Ⅲ原型激光器从整体上进行温稠密物质的状态方程等研究;理论上研究温稠密物质主要从量子统计出发研究它们的电离度、等离子体相变(PPT)、化学势、自能等物理量,并在密度泛函和Green函数等框架下理论研究它们的粒子数密度,进而获得了状态方程和输运系数,精确了解通常要从第一性原理出发进行数值模拟研究。 温稠密物质研究有广泛应用 热核聚变能源是人类理想的清洁能源。目前,实现可控核聚变主要有两种技术途径。一种是用托卡马克装置开展“磁约束聚变”的研究,另一种是激光驱动的惯性约束聚变(ICF)。ICF研究除了应用于聚变能源之外,还可用于国防和高能量密度物理基础科学研究。ICF靶丸在内爆过程中受压缩的燃料就是温稠密物质,因此,更好的模型对于指导我国的实验也是重要的参考。同时ICF研究使用的高功率、大能量纳秒脉冲激光器,以及能产生相对论等离子体的超短、超强皮秒和飞秒激光器,可以提供高能量密度物理研究的重要实验条件。它们不仅对ICF研究,而且对建立地球上天体物理模拟实验室、推动超高能精致台式加速器研究、地幔特性和成矿机理研究、超高能核物理研究等都具有十分重要意义。 贺贤土还指出,高能量密度物理是目前国际上快速发展的新兴学科。在我国,北京大学应用物理与计算研究中心在这一领域中重点开展了以下五个方面的研究:一是高能量密度状态下物质的特性,尤其是温稠密物质的研究;二是强场作用下原子的电离;三是强场下带电粒子加速研究;四是可压缩流体湍流与流体力学不稳定性研究;五是相关数学模型研究和计算机程序开发,目前已获得了大量有国际影响的成果。今年10月北京大学应用物理与计算研究中心还将主持召开高能量密度物理国际会议,国际上很多这一领域的著名科学家将来华参加这一盛会,进行学术交流和讨论合作研究。(记者 常丽君) 《科技日报》(2012-10-08 二版)

  • 激光粒度仪的测量下限

    [font=&]激光粒度仪测量粒度的原理是米氏散射理论。米氏散射理论用数学语言精确描述折射率为[/font][font=&]n、吸收率为 m、粒径为 d 的球形颗粒,在波长为 λ 的激光照射下,散射光强度随散射[/font][font=&]角 θ 变化的空间分布函数,此函数也称为散射谱。[/font][font=&]根据米氏散射理论,大颗粒的前向散射光很强而后向散射很弱;小颗粒的前向散射光弱而后[/font][font=&]向散射光很强。如图所示的是固定波长下的大、中、小颗粒的散射谱示意图。激光粒度仪正[/font][font=&]是通过设置在不同散射角度的光电探测器阵列测这些散射谱来确定颗粒粒径的大小。对于特[/font][font=&]定颗粒,这种散射谱在空间具有稳定分布的特征,因此称此种原理的激光粒度仪又称为静态[/font][font=&]激光粒度仪。[/font][font=&]根据米氏散射理论,当颗粒粒径小到一定程度(如小于波长 的 1/10 左右)时,光强分布[/font][font=&]变成了两个相近似对称的圆(图 1(1) dλ),此时称为瑞利散射。产生瑞利散射的最大粒[/font][font=&]径就是激光粒度仪的测试下限。激光粒度仪的测试下限还与激光波长有关,激光波长越长测[/font][font=&]试下限越大,波长越短测试下限小。研究表明,具有同时测量前向和后向散射光技术,同时[/font][font=&]具有差分散射谱识别技术的激光粒度仪,在用红光(波长为 635nm)做为光源时的测量极[/font][font=&]限为 20nm,用绿光(波长为 532nm)时的测量极限为 10 nm。[/font]

  • 【原创】除尘系统中风流的数值模拟,也可用专用测量仪器。

    本文在分析风流数值模拟基本过程的基础上,介绍了商业化流体计算软件LUENT,并以静电-布袋除尘器为例,对其内部风流的流线、速度场、穿孔板以及内部压力分布进行了模拟,其结果可用以指导除尘器的设计或系统改造。  从现场应用的角度看,系统阻力是决定除尘系统成功的关键因素之一,它涉及到能源消耗的多少。除尘系统的阻力与管道、除尘器内部结构、风流速度、进出口形状等许多因素有关。尽管人们已经积累了一些除尘器设计的经验和常用的除尘器降阻措施,但对于除尘器内部风流形状、阻力、静压分布等参数的掌握还仅停留在经验的水平或实验测试的阶段,而实验测试通常要投入很多的人力、物力与时间。对于旧系统的改造,由于需要考虑现有条件,设计时会存在更大的针对性,在缺少经验的前提下,如何保证系统风流分布的合理性,使系统阻力最小成为设计者的重要任务。  风流的数值模拟是以风流运动的质量、动量和能量守恒微分方程为基础、借助于计算机数值分析的手段对风流在限定的物理模型和运动边界下的流动情况进行模拟的方法。通过对新设计或需改造的系统进行风流模拟,可以提前发现风流的涡流区和速度、压力分布情况,从而通过修改系统形状、尺寸使系统更优。该方法被广泛用于系统的前期设计和结构优化方面。  2、风流数值模拟的过程  对流体的流动进行数值计算模拟的方法称为计算流体动力学(CFD),该方法通常包括如下步骤:(1)确定研究对象的几何模型  针对所要模拟的管道、除尘器、通风系统或现场的实际情况,使用特定的计算机图形软件或一些CFD 的专业前处理器软件,在二维或三维坐标系中,按照现场的实际尺寸来建立精确的几何模型。(2)建立物理模型  以流体力学、热力学、传热传质学、燃烧等学科的基本原理为出发点,建立基本的守恒程组,包括连续方程、动量方程、能量方程、组分方程、湍能方程等,这些方程构成非线性偏微分方程组。并根据实际情况设定边界,边界条件可分为两类,一类是确定物理过程所必需的物理边界条件,另一类是在数值计算中需要给定的辅助数值边界条件,CFD 模拟的基本边界条件包括流体进口边界,流体出口边界,给定压力边界、对称边界,壁面边界、周期性边界。(3)几何模型网格化  对所建立的方程组,目前还无法通过解析方法求解,只能使用数值方法。为求解所建立的数学模型,通常需要借助网格使用有限差分法、有限元法、有限体积法来建立针对控制方程的数值离散。网格是CFD 模型的几何表达形式,是模拟与分析过程的关键部分,而且网格质量对CFD 计算精度和计算效率有重要影响。网格划分通常使用工具进行。(4)求解过程  求解器使用适当的初始数值和边界条件的输入以及控制参数来对方程组进行迭代,并计算参差,如果误差较大则重新计算,直到精度满足要求。求解需要对离散方程进行某种调整,并对各未知量(如速度、压力、温度等)的求解顺序及方式进行特殊处理。经常使用的两种数值求解方法为分离解法和耦合解法。均可以求解守恒型积分方程,其中包括动量、能量、质量以及其它标量如湍流和化学组分的守恒方程。(5)报告  解算的结果可以使用报告形式来表示,如速度、压力和温度的参差,以及气流摩擦因子、压力降等,也可在XY 二维坐标系中显示该结果。(6)后处理  数值模拟的优点在于可以使用计算机来直观的表示最终结果,根据所求量的不同,可以有流体的速度矢量图、流线图、压力等值线图、等温线、等浓度线等图形和动画。系统的阻力主要来源于流线的涡流,直观的显示有助于发现缺陷,不断修改设计,使系统的结构最优。  3 模拟软件  复杂的 CFD 模型和计算过程使流体的数值仿真的应用存在一定难度,所幸一些通用的商业软件使其成为可能,如FLUENT、PHOENICS、CFX、STAR-CD、FIDIP 等专业化软件。  FLUENT 是应用最广的软件。它提供了灵活的网格特性,用户可以方便地使用结构网格和非结构网格对各种复杂区域进行网格划分,对于具有较大梯度的流动区域,FLUENT 提供的网格自适应特性可让用户在很高的精度下得到流场的解。其通用求解器,适用于低速不可压流动、跨音速流动乃至可压缩性强的超音速和高超音速流动等各种复杂的流场。FLUENT富的物理模型使得用户能够精确的模拟无粘流、层流、湍流、化学反应、多相流等其它复杂的流动现象。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术,因而FLUENT 能达到最佳的收敛精度,使其在层流、湍流、传热、化学反应、多相流等领域取得了显著的成效。FLUENT家族很庞大,FLUENT6.0 各软件包之间的关系如图2 所示:

  • 中国科学院精密测量院关于液体中激光诱导太赫兹辐射的实验研究方面获进展

    [align=center][img=,500,109]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/1bf362c7-d04f-4598-abef-b156b7517a65.jpg[/img][/align]太赫兹波在通讯和成像等方面颇具应用价值。强场超快激光与物质非线性相互作用是产生太赫兹波的重要方式之一。等离子体、气体、晶体等太赫兹产生介质相关的实验与理论研究较为充分。然而,液体水是很强的太赫兹波吸收介质,尚未有其产生太赫兹波的报道。2017年,实验发现,液体薄膜厚度或液体束直径降到微米量级时,太赫兹波的辐射大于吸收。这开启了液体太赫兹波研究的新方向。近年来,液体太赫兹波领域有实验报道,但实验观测到的较多现象均与其他介质的结果不同。例如:单色激光场可以有效地产生液体太赫兹波,而气体介质需要特定相位差的双色激光;液体太赫兹波的产率与驱动激光的能量是正比关系,而气体介质中是平方关系;在一定范围内液体太赫兹波的产率随激光的脉冲宽度的增加而增加,而气体介质相反;在双色激光的驱动下,液体太赫兹波出现非调制信号,在气体介质中却未见类似信号。复杂无序的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相[/color][/url]体系的理论研究一直是难题,以上现象难以用已有理论来解释。科研人员只能基于之前的等离子体模型和界面效应等,来解释一些高光强下的宏观实验结果。近日,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员卞学滨和博士研究生李正亮,提出了产生液体太赫兹波的位移电流模型,可以系统解释上述实验观测到的系列反常现象。该微观机制模型的物理图像如图所示:液体的无序结构使得电子波包局域化,同时不同分子的外层电子的能量受到环境的影响而发生移动,在强场激光的作用下不同分子的外层电子发生跃迁,产生非对称体系的位移电流。这些跃迁的能量差在太赫兹能量区域,进而辐射出太赫兹波。同时,该工作表明原子核的量子效应起到关键作用,并预言太赫兹辐射可以研究液体的同位素效应。[align=center][img=,500,140]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/ab7bd8de-a34e-46d4-8c18-af8e57f38952.jpg[/img][/align]关于液体中激光诱导太赫兹(THz)辐射的实验研究取得了长足进展。液体太赫兹显示出许多不同于气体和等离子体太赫兹的独特特征。例如,液体太赫兹可以通过单色激光有效产生。驱动脉冲持续时间越长,产生率越高。它还与激发脉冲能量成线性关系。在双色激光场中,测量到了意想不到的未调制太赫兹场,其对驱动激光能量的依赖性与调制太赫兹波完全不同。然而,由于难以描述复杂无序液体中的超快动力学,其潜在的微观机制仍不清楚。在此,提出了一个位移电流模型并且理论成功地再现了实验观测结果。此外,理论上还可进一步用于研究太赫兹辐射在 H[font=等线][sub][size=13px]2[/size][/sub][/font]O 和 D[font=等线][sub][size=13px]2[/size][/sub][/font]O 中的核量子效应。这项工作为研究块状液体中太赫兹辐射的起源提供了基本见解。上述成果是卞学滨团队在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相[/color][/url]强场超快动力学研究领域继高次谐波统计涨落模型之后的又一理论进展。相关研究成果以Terahertz radiation induced by shift currents in liquids为题,发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等的支持。[align=center][img=,500,407]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/abaa2b75-02df-446e-b97d-f1ac0f39ce5b.jpg[/img][/align][align=center]液体太赫兹波产生的原理图[/align][来源:仪器信息网] 未经授权不得转载[align=right][/align]

  • 粉体在线激光粒度分析系统的设计与实验研究

    粉体在线激光粒度分析系统的设计与实验研究

    粉体在线激光粒度分析系统的设计与实验研究李文涛,任中京 (济南微纳颗粒仪器股份有限公司,济南250100,中国)liwentao0306@163.com,renzhongjing@vip.sina.com 摘要:本文介绍了一种可以对流动颗粒的粒度分布进行实时监测的在线激光粒度分析系统。详细介绍了在线取样系统、密封样品窗口、测试系统、远程通讯系统的设计,该系统能够安全连续性自动化运行,并能够将粒度分布中的关键参数提供给生产线控制系统,对于粉磨分级生产过程的工艺控制具有非常重要的意义。关键字:激光粒度仪;在线监测;系统定制1、 引言在水泥、硅胶等产品生产中,粒径作为其中的一个关键参数,直接影响产品质量。传统上粉体的粒度测试采用人工采制样或机械采制样,加人工实验室化验的方法,这种方法有很多的的缺点:1、取制样误差大,以局部代表整体过程,存在代表性问题;2、不在线,不实时,分析数据严重滞后;3、分析数据对实时生产过程指导意义不大,只能是一种补救措施。激光粒度测试仪器以其快速、准确、重复、方便等特点越来越多地被用于生产控制,随着生产控制的进一步要求,离线测试已经不能够满足要求,为了能够得到连续的粒度测试结果,在线粒度测试系统渐渐成为成为了各大厂家关注的焦点。目前,国际上英国马尔文、德国新帕泰克、中国微纳颗粒等激光粒度仪厂家都推出了粉体在线激光粒度分析仪,本文就针对微纳仪器的粉体在线激光粒度分析系统的设计与实验结果进行深入的探讨。2、 系统构成粉体在线激光粒度分析系统是可用于工业现场的粉体粒度分析系统,各项参数根据客户应用要求量身定制,本系统主要有以下几部分构成:主机系统、供气系统、取样系统、样品分散系统、密封样品窗口系统、回料系统、现场控制柜系统、远程传输与显示系统。本系统的主要功能是可以对流动的颗粒粒度分布进行实时监测,并提供准确的控制信号。系统结构如图1所示。取样器把粉体样品从生产线管道中取出,通过卸料器传给喂料器,喂料器均匀地把样品送入样品分散泵中,分散好的粉体样品通过防堵反吹阀进入仪器主机,在保护气的作用下通过样品窗口,回料泵把测试过的粉体样品送回到生产线管道中。测试过程中主机把测试到的粉体散射光谱实时地传输到现场控制柜,由安装到现场控制柜PC平板中的在线粒度分析软件通过反演运算得到粉体样品的粒度分布,现场控制柜把得到的粒度分布数据一方面通过远程通讯传给中控PC,工作人员可根据粒度分布数据对生产线及时作出调整,也可直接传输给生产线控制系统,直接调整生产线上的设备使其运转到最佳位置。现场控制柜中的PLC系统是整套系统的控制中心,能控制系统上每一个部件的开关,并对系统的运行实时监控,对异常情况及时报警。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015102809294799_01_3049057_3.jpg 图1 系统结构图1、 系统设计3.1 在线取样系统从管道中取出具有代表性的样品是实现粉体粒度在线测试的第一步,根据不同的粉体生产工艺,本设计提供两种取样系统:负压取样和螺旋取样,负压取样主要应用于飞灰式取样,如火力发电厂锅炉尾部烟气飞灰取样,螺旋取样主要应用于粉料的取样,如水泥在空气斜槽中传输过程中的取样。负压取样器由取样管和喷射泵组成,取样管插入工艺管道,通过特殊设计的取样孔从气固两相流中取出具有代表性的样品。喷射泵与取样管相连,可以形成0.04MPa的负压,将取样管中的样品吸出送到主机进行测试,喷射泵采用陶瓷内芯,具有良好的耐磨特性。粉体在管道中传输过程中大小颗粒会产生分层现象,因此应采取多点取样,本负压取样系统为运动式取样,取样器在运动控制箱的控制下从位置1到位置2作往复运动,在运动过程中连续取样,保证了取出的样品具有代表性。粉体运输一般采用气体输送,管道中存在一定的正压力或负压力,螺旋取样器只有在常压下才能正常工作,因此在本设计中加入了旋转卸料阀,能够实现空气密封,保证螺旋取样器的正常工作,取出的样品进入到分散泵中分散后经防堵反吹阀门进入主机进行测试。3.2 密封样品窗口保持主机镜头,探头的洁净是保证在线仪器的连续运行的关键,本设计中采用全密封式样品窗设计,一次保护气对密封玻璃起到气幕保护和吹扫的作用,二次保护气保证密封窗口内的气体压力平衡,避免样品从喷射管中喷出时出现返料现象。3.3 测试系统测试系统主要由主机和软件系统构成。主机系统包括光路部分、电路部分、机械密封部分,光路部分采用反傅立叶变换光路,全量程采用米氏散射理论。电路部分扫描速度1000次/秒, 每秒可显示2个完整粒度分布(用户可调)。仪器符合ISO13320标准,所有接口(采样管,阀门,管道)及主机各个部位均采用夹套式接头方便现场检修。软件系统专门为在线粒度监测系统研制,软件具有形象化的良好的人机界面,操作方便,运行可靠,安全性良好,为用户自行定制输出数据项目提供方便。3.4 远程通讯系统在线激光粒度分析系统的通讯系统构成如下图所示,在线控制系统用于现场测试的自动控制及报警,现场PC为在线粒度测试软件的运行平台,生产控制系统为粉体生产设备的控制系统,中控PC用于数据的显示及远程生产线控制。在线控制系统控制器采用PLC,能够稳定地控制各器件的依次启动和依次关闭,并能够接收粒度分布数据并转换为4-20mA标准信号输出,能够与生产控制系统进行接口,用于生产设备控制,提供完善的报警装置。如果在线设备出现问题则自动报警,并自动采取保护措施。现场PC采用一体式工控机进行数据的采集、处理、并实时显示在线颗粒的粒度分布,与中控室终端采用光纤通讯,能够保证在远距离和电磁干扰的情况下稳定传输数据,http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015102809315868_01_3049057_3.jpg1、 系统应用4.1 现场安装http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015102809324531_01_3049057_3.jpg如图3所示是微纳公司为南京某水泥生产线定制的矿渣微粉在线粒度测试系统现场。本项目目的是为了在线24小时连续监测某公司成品的粒度分布数据,为生产线提供调整依据。本项目分为以下几个系统:1、在线取样系统2、在线分散系统3、在线主机4、在线回料系统5、在线空气净化系统6、在线气体分配系统7、PLC控制系统8、工业PC测试系统(含在线粒度监测系统专用软件)9、远程传输与显示系统4.2 监测数据http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/10/201510280933_571202_3049057_3.pnghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/10/201510280933_571203_3049057_3.png5、结论针对在线粒度测试方面的技术难点,本文结合微纳仪器在线粒度分析仪器进行了详细的分析研究,初步研究结果表明在线取样技术,封闭样品窗技术,远程通讯技术均满足了粉体粒度在线测试的需求。参考文献 蔡小舒,舒明旭,沈建琪,等.颗粒粒度测量技术及应用,北京:化学工业出版社,2010:128-142 胡荣泽.粒度仪的量化指标.水泥技术,2007(02):69-71.

  • 粉体在线激光粒度分析系统的设计与实验研究

    粉体在线激光粒度分析系统的设计与实验研究

    粉体在线激光粒度分析系统的设计与实验研究李文涛,任中京 (济南微纳颗粒仪器股份有限公司,济南250100,中国)liwentao0306@163.com,renzhongjing@vip.sina.com 摘要:本文介绍了一种可以对流动颗粒的粒度分布进行实时监测的在线激光粒度分析系统。详细介绍了在线取样系统、密封样品窗口、测试系统、远程通讯系统的设计,该系统能够安全连续性自动化运行,并能够将粒度分布中的关键参数提供给生产线控制系统,对于粉磨分级生产过程的工艺控制具有非常重要的意义。关键字:激光粒度仪;在线监测;系统定制1、 引言在水泥、硅胶等产品生产中,粒径作为其中的一个关键参数,直接影响产品质量。传统上粉体的粒度测试采用人工采制样或机械采制样,加人工实验室化验的方法,这种方法有很多的的缺点:1、取制样误差大,以局部代表整体过程,存在代表性问题;2、不在线,不实时,分析数据严重滞后;3、分析数据对实时生产过程指导意义不大,只能是一种补救措施。激光粒度测试仪器以其快速、准确、重复、方便等特点越来越多地被用于生产控制,随着生产控制的进一步要求,离线测试已经不能够满足要求,为了能够得到连续的粒度测试结果,在线粒度测试系统渐渐成为成为了各大厂家关注的焦点。目前,国际上英国马尔文、德国新帕泰克、中国微纳颗粒等激光粒度仪厂家都推出了粉体在线激光粒度分析仪,本文就针对微纳仪器的粉体在线激光粒度分析系统的设计与实验结果进行深入的探讨。2、 系统构成粉体在线激光粒度分析系统是可用于工业现场的粉体粒度分析系统,各项参数根据客户应用要求量身定制,本系统主要有以下几部分构成:主机系统、供气系统、取样系统、样品分散系统、密封样品窗口系统、回料系统、现场控制柜系统、远程传输与显示系统。本系统的主要功能是可以对流动的颗粒粒度分布进行实时监测,并提供准确的控制信号。系统结构如图1所示。取样器把粉体样品从生产线管道中取出,通过卸料器传给喂料器,喂料器均匀地把样品送入样品分散泵中,分散好的粉体样品通过防堵反吹阀进入仪器主机,在保护气的作用下通过样品窗口,回料泵把测试过的粉体样品送回到生产线管道中。测试过程中主机把测试到的粉体散射光谱实时地传输到现场控制柜,由安装到现场控制柜PC平板中的在线粒度分析软件通过反演运算得到粉体样品的粒度分布,现场控制柜把得到的粒度分布数据一方面通过远程通讯传给中控PC,工作人员可根据粒度分布数据对生产线及时作出调整,也可直接传输给生产线控制系统,直接调整生产线上的设备使其运转到最佳位置。现场控制柜中的PLC系统是整套系统的控制中心,能控制系统上每一个部件的开关,并对系统的运行实时监控,对异常情况及时报警。 图1 系统结构图3、 系统设计3.1 在线取样系统http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512100948_577152_3049057_3.jpg从管道中取出具有代表性的样品是实现粉体粒度在线测试的第一步,根据不同的粉体生产工艺,本设计提供两种取样系统:负压取样和螺旋取样,负压取样主要应用于飞灰式取样,如火力发电厂锅炉尾部烟气飞灰取样,螺旋取样主要应用于粉料的取样,如水泥在空气斜槽中传输过程中的取样。负压取样器由取样管和喷射泵组成,取样管插入工艺管道,通过特殊设计的取样孔从气固两相流中取出具有代表性的样品。喷射泵与取样管相连,可以形成0.04MPa的负压,将取样管中的样品吸出送到主机进行测试,喷射泵采用陶瓷内芯,具有良好的耐磨特性。粉体在管道中传输过程中大小颗粒会产生分层现象,因此应采取多点取样,本负压取样系统为运动式取样,取样器在运动控制箱的控制下从位置1到位置2作往复运动,在运动过程中连续取样,保证了取出的样品具有代表性。粉体运输一般采用气体输送,管道中存在一定的正压力或负压力,螺旋取样器只有在常压下才能正常工作,因此在本设计中加入了旋转卸料阀,能够实现空气密封,保证螺旋取样器的正常工作,取出的样品进入到分散泵中分散后经防堵反吹阀门进入主机进行测试。3.2 密封样品窗口保持主机镜头,探头的洁净是保证在线仪器的连续运行的关键,本设计中采用全密封式样品窗设计,一次保护气对密封玻璃起到气幕保护和吹扫的作用,二次保护气保证密封窗口内的气体压力平衡,避免样品从喷射管中喷出时出现返料现象。3.3 测试系统测试系统主要由主机和软件系统构成。主机系统包括光路部分、电路部分、机械密封部分,光路部分采用反傅立叶变换光路,全量程采用米氏散射理论。电路部分扫描速度1000次/秒, 每秒可显示2个完整粒度分布(用户可调)。仪器符合ISO13320标准,所有接口(采样管,阀门,管道)及主机各个部位均采用夹套式接头方便现场检修。软件系统专门为在线粒度监测系统研制,软件具有形象化的良好的人机界面,操作方便,运行可靠,安全性良好,为用户自行定制输出数据项目提供方便。3.4 远程通讯系统在线激光粒度分析系统的通讯系统构成如下图所示,在线控制系统用于现场测试的自动控制及报警,现场PC为在线粒度测试软件的运行平台,生产控制系统为粉体生产设备的控制系统,中控PC用于数据的显示及远程生产线控制。在线控制系统控制器采用PLC,能够稳定地控制各器件的依次启动和依次关闭,并能够接收粒度分布数据并转换为4-20mA标准信号输出,能够与生产控制系统进行接口,用于生产设备控制,提供完善的报警装置。如果在线设备出现问题则自动报警,并自动采取保护措施。现场PC采用一体式工控机进行数据的采集、处理、并实时显示在线颗粒的粒度分布,与中控室终端采用光纤通讯,能够保证在远距离和电磁干扰的情况下稳定传输数据,http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512100949_577153_3049057_3.jpg 图2 通讯结构图4、 系统应用4.1 现场安装http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512100950_577157_3049057_3.jpg图3 现场安装图如图3所示是微纳公司为南京某水泥生产线定制的矿渣微粉在线粒度测试系统现场。本项目目的是为了在线24小时连续监测某公司成品的粒度分布数据,为生产线提供调整依据。本项目分为以下几个系统:1、在线取样系统2、在线分散系统3、在线主机4、在线回料系统5、在线空气净化系统6、在线气体分配系统7、PLC控制系统8、工业PC测试系统(含在线粒度监测系统专用软件)9、远程传输与显示系统4.2 监测数据http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512100949_577155_3049057_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512100950_577156_3049057_3.jpg图7 粒度分布图图8 粒度数据监控图5、结论针对在线粒度测试方面的技术难点,本文结合微纳仪器在线粒度分析仪器进行了详细的分析研究,初步研究结果表明在线取样技术,封闭样品窗技术,远程通讯技术均满足了粉体粒度在线测试的需求。参考文献 蔡小舒,舒明旭,沈建琪,等.颗粒粒度测量技术及应用,北京:化学工业出版社,2010:128-142 胡荣泽.粒度仪的量化指标.水泥技术,2007(02):69-71.

  • 激光共聚焦显微镜系统的原理和应用(光学)

    激光共聚焦显微镜系统的原理和应用激光扫描共聚焦显微镜是二十世纪80年代发展起来的一项具有划时代的高科技产品,它是在荧光显微镜成像基础上加装了激光扫描装置,利用计算机进行图像处理,把光学成像的分辨率提高了30%--40%,使用紫外或可见光激发荧光探针,从而得到细胞或组织内部微细结构的荧光图像,在亚细胞水平上观察诸如Ca2+ 、PH值,膜电位等生理信号及细胞形态的变化,成为形态学,分子生物学,神经科学,药理学,遗传学等领域中新一代强有力的研究工具。激光共聚焦成像系统能够用于观察各种染色、非染色和荧光标记的组织和细胞等,观察研究组织切片,细胞活体的生长发育特征,研究测定细胞内物质运输和能量转换。能够进行活体细胞中离子和PH值变化研究(RATIO),神经递质研究,微分干涉及荧光的断层扫描,多重荧光的断层扫描及重叠,荧光光谱分析荧光各项指标定量分析荧光样品的时间延迟扫描及动态构件组织与细胞的三维动态结构构件,荧光共振能量的转移的分析,荧光原位杂交研究(FISH),细胞骨架研究,基因定位研究,原位实时PCR产物分析,荧光漂白恢复研究(FRAP),胞间通讯研究,蛋白质间研究,膜电位与膜流动性等研究,完成图像分析和三维重建等分析。一.激光共聚焦显微镜系统应用领域:涉及医学、动植物科研、生物化学、细菌学、细胞生物学、组织胚胎、食品科学、遗传、药理、生理、光学、病理、植物学、神经科学、海洋生物学、材料学、电子科学、力学、石油地质学、矿产学。二.基本原理传统的光学显微镜使用的是场光源,标本上每一点的图像都会受到邻近点的衍射或散射光的干扰;激光扫描共聚焦显微镜利用激光束经照明针孔形成点光源对标本内焦平面的每一点扫描,标本上的被照射点,在探测针孔处成像,由探测针孔后的光点倍增管(PMT)或冷电耦器件(cCCD)逐点或逐线接收,迅速在计算机监视器屏幕上形成荧光图像。照明针孔与探测针孔相对于物镜焦平面是共轭的,焦平面上的点同时聚焦于照明针孔和发射针孔,焦平面以外的点不会在探测针孔处成像,这样得到的共聚焦图像是标本的光学横断面,克服了普通显微镜图像模糊的缺点。三.应用范围:细胞形态学分析(观察细胞或组织内部微细结构,如:细胞内线粒体、内质网、高尔基体、微管、微丝、细胞桥、染色体等亚细胞结构的形态特征;半定量免疫荧光分析);荧光原位杂交研究;基因定位研究及三维重建分析。1.细胞生物学:细胞结构、细胞骨架、细胞膜结构、流动性、受体、细胞器结构和分布变化2.生物化学:酶、核酸、FISH(荧光原位杂交)、受体分析3.药理学:药物对细胞的作用及其动力学4.生理学:膜受体、离子通道、细胞内离子含量、分布、动态5.神经生物学:神经细胞结构、神经递质的成分、运输和传递、递质受体、离子内外流、神经组织结构、细胞分布6.微生物学和寄生虫学:细菌、寄生虫形态结构7.病理学及临床应用:活检标本诊断、肿瘤诊断、自身免疫性疾病诊断、HIV等8.遗传学和组胚学:细胞生长、分化、成熟变化、细胞的三维结构、染色体分析、基因表达、基因诊断四.激光共聚焦显微镜在医学领域中的应用A.在细胞及分子生物学中的应用1. 细胞、组织的三维观察和定量测量2. 活细胞生理信号的动态监测3. 粘附细胞的分选4. 细胞激光显微外科和光陷阱功能5. 光漂白后的荧光恢复6. 在细胞凋亡研究中的应用B.在神经科学中的应用1. 定量荧光测定2. 细胞内离子的测定3. 神经细胞的形态观察C.在耳鼻喉科学中的应用1. 在内耳毛细胞亚细胞结构研究上的应用2. 激光扫描共聚焦显微镜的荧光测钙技术在内耳毛细胞研究中的应用3. 激光扫描共聚焦显微镜在内耳毛细胞离子通道研究上的应用4. 激光扫描共聚焦显微镜在嗅觉研究中的应用D.在肿瘤研究中的应用1. 定量免疫荧光测定2. 细胞内离子分析3. 图像分析:肿瘤细胞的二维图像分析4. 三维重建 E.激光扫描共聚焦显微镜在内分泌领域的应用1. 细胞内钙离子的测定2. 免疫荧光定位及免疫细胞化学研究3. 细胞形态学研究:利用激光扫描共聚焦显微镜 F.在血液病研究中的应用1. 在血细胞形态及功能研究方面的应用2. 在细胞凋亡研究中的应用 G.在眼科研究中的应用1. 利用激光扫描共聚焦显微镜观察组织、细胞结构2. 集合特殊的荧光染色在活体上观察角膜外伤修复中细胞移行及成纤维细胞的出现3. 利用激光扫描共聚焦显微镜观察视网膜中视神经细胞的分布以及神经原的树枝状形态4. 三维重建H. 激光扫描共聚焦显微镜在肾脏病中的应用可以系统观察正常人肾小球系膜细胞的断层扫描影像及三维立体影像水平,使图像更加清晰,从计算机分析系统可从外观到内在结构,从平面到立体,从静态到动态,从形态到功能几个方面对系膜细胞的认识得到提高。北京中科研域科技有限公司(蔡司显微镜代理商)地址:北京市朝阳区建国路15号院甲1号北岸1292,一号楼406室联系人:张辉13911188977 邮编:100024电话:010-57126588 传真:010-85376588E-mail:[email=zhs_8000@126.com][color=#0365bf]zhs_8000@126.com[/color][/email]

  • 【分享】俄提出伽马射线激光器研发新方案

    2011年05月04日 来源: 科技日报 作者: 常丽君  本报讯 长期以来,建造原子核伽马激光器一直是个难题。据美国物理学家组织网5月2日报道,莫斯科大学核物理专家最近提出了一种新方案,并从理论上证明,钍原子核受激产生的伽马辐射也能发出相干“可见”光。相关研究发表在最近出版的《物理评论快报》上。   尽管原子核伽马射线激光也是以受激辐射为基础,但操作起来却和普通激光大不相同。在通常物质中,处于低能级的原子数大于处于高能级的粒子数,为了得到激光,必须使高能级上的粒子数目大于低能级上的原子数目,这种情况称为粒子数反转。在普通激光中,粒子数反转是让高能态电子比低能态电子多。普通激光的光子由原子或离子发出,而伽马射线激光的光子是由原子核发出,也称为原子核光。  原子核光的产生至少要克服两个基本难题:一是积累一定量的同质异能原子核(能长时间保持激发态的原子核),二是缩小伽马射线发射界限。莫斯科大学核物理学院的尤金·塔卡利亚解释说,他们利用钍元素的独特原子核结构,满足了这些要求,与外部激光的光子直接反应的是钍原子核,而不是它的电子。  研究小组使用了一种锂—钙—铝—氟(LiCaAlF6)混合物,并用钍替代了其中一些钙。当足够数量的同质异能钍原子核被外部激光激发后,原子核跟周围的电磁场发生反应,产生了粒子数反转,使整个系统中激发态的原子核多于非激发态原子核。然后,原子核能够发射或吸收光子而不会反冲,能发光而不会损失能量。  塔卡利亚表示,该研究中的原子核伽马射线激光只能发射“可见的”真空紫外光或称视觉范围的伽马射线。其应用之一是,可作为原子核频率的度量标准,即“原子核钟”。此外,该设备还可用以测试许多自然界的基本属性,如衰变指数定律和精细结构常数的变化效应等。(常丽君)

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