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激光脉冲治疗仪原理

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  • 手腕激光治疗仪更换鼻腔照射头激光管

    手腕激光治疗仪更换鼻腔照射头激光管

    一只JG-503型手腕激光治疗仪,鼻腔照射头不工作了,没有红激光输出。主机显示屏的状态显示正常,分析是鼻腔照射头中的红激光二极管损坏了,拆开照射头检修一下。见下面图片,在鼻腔照射模式(模式2)下,照射头没有红激光输出:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211020109113687_9082_1807987_3.jpg[/img]取下导线插头,拆开照射头。用万用表测量了导线,没有断线。是激光管有问题:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211020109116933_7008_1807987_3.jpg[/img]微距图片,照射头由两只贴片NPN型三极管(1AM)和电阻、电容构成的驱动电路及激光二极管组成:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211020109118300_8562_1807987_3.jpg[/img]电路板背面:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211020109124244_8991_1807987_3.jpg[/img]根据PCB上元件分布,绘出照射头电路图如下:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211020109122326_8874_1807987_3.png[/img]照射头电路工作原理:这是一个恒流驱动电路。R1是驱动激光管内发射管LD的三极管Q2偏置电阻,激光管内光电二极管PD和取样电阻R3以及三极管Q1构成Q2基极电流控制电路。当激光管的LD电流变大后,激光输出强度增加,光电二极管PD电流增加,取样电阻R3压降提高,Q1集电极电流增加,流入Q2基极电流减少,Q2集电极电流下降即流过激光管LD电流降低,达到恒流控制的效果。反之亦然。电路中C是滤波电容,防止线路感应的浪涌损坏激光管。下面是在TB新购的激光二极管,型号RLD650005,650nm红光,额定功率5mW,装在防静电屏蔽袋中:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211020109128271_7059_1807987_3.jpg[/img]该激光二极管主要参数如下:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211020109125085_2589_1807987_3.jpg[/img]从参数表中得知,激光二极管中的发射管LD反向电压2V,光电二极管PD的反向电压30V,工作温度-10~40℃,是比较娇气的。激光二极管对静电敏感,要求在储运、组装、使用中有防静电措施。使用时要求适配稳定的驱动电路及良好散热,高电压、大电流、电浪涌都有可能使其损坏。照射头的电路板太小,不及一根手指宽,用小焊接工作台的夹子夹住进行更换焊接(电烙铁外壳应接地,防止感应电损坏激光管):[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211020109130677_4081_1807987_3.jpg[/img]更换新激光二极管后,先通电试一下,亮了![img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211020109127206_3230_1807987_3.jpg[/img]装还原,鼻腔照射头工作正常:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211020109133102_2895_1807987_3.jpg[/img]维修后语:手腕激光治疗仪配的鼻腔照射头,引线有点像耳机线,比较娇气,使用中要注意轻拿轻放。常见的故障有电线折断、激光二极管损坏,稍有电工知识的人都能维修。激光二极管发射出的激光有可能对人眼造成伤害,严禁照射人眼、严禁直视其发光端面,不能透过镜片直视激光,也不要透过反射镜观察激光。平时要放置妥当,不要让小孩子玩耍。

  • 关于激光脉冲法测试热扩散的几点疑问

    关于激光脉冲法测试热扩散的几点疑问

    众所周知,激光脉冲法测试原理是试样在绝热条件下前表面受瞬时脉冲热流加热根据试样背表面温度随时间的变化情况,确定试样的热扩散率。问题: 1 每种材料吸收激光的速度对测试结果有影响吗? 2 材料有没有反光的问题,如果是镜面,存在部分反光,那吸收的激光能量就没有那么多了,这样对最终测试结果有没有影响? 3 再添加一问题,采用激光脉冲法测试透明半透明材料时,在脉冲照射后样品起始升温的区域存在基线的“跃迁”,这个“跃迁”是什么导致的?耐驰说明书上写这种情况需要选择辐射模型+脉冲修正,难道说这个跃迁是材料本身辐射导致的?怎么产生辐射的?http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303272042_432667_1698940_3.jpg

  • 树脂基复合材料低导热系数测试时稳态法和激光脉冲法的选择

    树脂基复合材料低导热系数测试时稳态法和激光脉冲法的选择

    最近有朋友对导热系数测试方法如何选择想进行一些讨论,这里就我们在导热系数测试中的经验,以及导热系数测试设备研制和测试方法研究中的体会谈一些感受,欢迎大家批评指正。 材料的导热系数一般采用两类测试方法,一类是稳态法,主要包括护热板法、护热板热流计法和护热式圆筒法等;另一是非稳态法,主要包括激光脉冲法、热线法、热探针法和平面热源法等。这些方法国内外都有相应的测试标准,是比较成熟和经典测试方法。 对于稳态护热板法和激光脉冲法来说,这两种测试方法基本上属于互补性关系,即分别覆盖不同导热系数范围的测量。通常,稳态法的导热系数测试范围为0.005~1 W/mK;非稳态激光脉冲法的导热系数测试范围为1~400 W/mK。在满足测试条件的前提下,稳态法的测量精度可以达到±3%以内,激光脉冲法的测量精度可以达到±5%以内。 材料的导热系数一般采用两类测试方法,一类是稳态法,主要包括护热板法、护热板热流计法和护热式圆筒法等;另一是非稳态法,主要包括激光脉冲法、热线法、热探针法和平面热源法等。这些方法国内外都有相应的测试标准,是比较成熟和经典测试方法。 低导热材料一般泛指导热系数在0.1~1W/mK 范围的隔热材料。这类材料由于导热系数低常被用作工程隔热材料,如各种玻璃钢类材料、树脂基类复合材料和陶瓷材料等。在这类低导热材料的导热系数测量中,测试方法的选择常常容易出现偏差,很多测量机构由于只有激光脉冲法测试设备,而就用激光脉冲法测量这类低导热材料,测量结果往往出现比稳态法准确测量值低15%~20%的现象。采用氟塑料(导热系数0.2 W/mK 左右)和纯聚酰亚氨树脂材料Vespel SP1(导热系数0.4W/mK 左右),用稳态法和瞬态激光脉冲法进行的比对试验也证明激光脉冲法的测试结果确实偏低。有些材料研制机构也利用这种现象来证明研制的材料达到了验收标准,这样很容易误导材料设计和使用部门的正常使用。 对于低导热材料的测试,造成激光脉冲法测量结果总是要低于稳态法测量结果的主要原因是由测量装置的固有因素造成,主要体现在以下两个方面:一、激光脉冲法测量装置的影响 激光脉冲法测试设备的试样支架,一般都是采用导热系数较低的陶瓷材料做成,其目的是在固定试样的同时尽可能减少传导热损失,以保证激光脉冲加热试样后,试样内的热流沿着试样厚度方向以一维形式传递。如果被测试样的导热系数小于1W/mK,基本上与陶瓷支架相近,这样必然会引起较大的侧面热失,破坏一维传热模型。如图 1 所示,侧面热损会使得试样背面的最大温升Tm 降低,从而造成较大的测量误差。而这些热损情况在稳态测量方法中不会出现。 如图 1 所示,采用激光脉冲法测量材料热扩散时,导热系数越大,背面温升达到一半最高点的时间t0.5 越短,背面温升采集时间10t0.5 也越短。一般金属材料背面温升达到一般最大值的时间t0.5 大约在50 毫秒以内,而对低热导率材料,背面温升达到一半最大值时间t0.5 就需要上百毫秒以上,同时总的采集时间10t0.5 也将相应的增大很多,如此长的传热时间,必然会引起强烈的侧面热损。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/03/201503202143_539038_3384_3.png图1 激光脉冲法典型背面温升曲线 激光脉冲法一般都是采用间接测量方式获得被测材料的导热系数,即激光脉冲法测量材料的热扩散率,然后与其它方法测得的密度和比热容数据相乘后得到被测材料的导热系数。这样得到的导热系数数据势必会叠加上其它方法测量误差,特别是比热容的测试误差一般较大。这样获得的导热系数测量精度就势必要比稳态法直接测量的热导率误差偏大。二、激光脉冲法试验参数的影响 如图 1 所示,激光脉冲法在测试过程中,试样在激光脉冲加热后,试样背面温升快速升高,最大温升也仅1 ~ 5℃之间。但对于低导热材料,由于材料导热系数比较低,要使背面温度达到可探测的幅度很困难。为了解决背面温升的可探测性,必须通过两种途径:一是采用很薄的试样,约为1mm 厚,否则很难探测到有效信号;二是在采用薄试样的同时增大激光脉冲的能量,也就是提高脉冲加热试样的功率,使得试样前表面达到更高的温度。这两种途径都会对低导热材料的测量结果带来影响: (1)低导热材料多为复合材料,密度一般都很小。激光脉冲法的试样直径(10mm ~ 12mm)本来就很小,如果试样厚度再很薄,对于复合材料来说很难具有代表性。并且密度分布的不均匀,会使得测量结果的离散性比较大。而稳态法测量所用的试样一般较大,代表性强。 (2)激光脉冲法认为激光脉冲加热试样前表面时,前表面热量的吸收层相比试样总体厚度越小越好。而一般低导热材料的热分解温度和熔点较低,高功率脉冲激光很容易使得试样表面产生高温加热而带来化学反应,反应层厚度相比试样总体厚度较大,破坏了激光脉冲法测试模型的要求,带来测量结果的不真实性。而在稳态法测量过程中,测试过程中的温度变化都严格控制在被测材料热分解温度点以下,就是为了避免热分解现象的产生带来测量结果的不真实性。 (3)一般导热系数测量过程都带有温度变化和一定的温度梯度。激光脉冲法测量如果在静止气氛中进行,背面温升的变化会受到辐射和对流的影响。所以,激光脉冲法在测量过程中,一般需要抽真空测试,以消除对流影响。而对一般复合材料来说,密度越低,在真空下发生真空质量损失的现象也越强烈。如果被测材料密度较低,真空质量损失会使得试样厚度和质量发生变化,如果再加上激光脉冲加热更会加剧质量损失过程,对测量结果带来影响。 (4)由于低密度材料内部容易存在着空隙和气孔,如果在真空中测量这类材料,真空环境将严重的改变试样内部的传热方式,基本上不再有对流传热。因此真空下测量的热导率会比在常压大气环境的测量值明显偏低。而稳态法测试设备绝大多数是在常压大气下进行,通过特别的护热装置使得在试样外部不存在温度梯度以消除对流,传热现象只发生在试样内部,因此稳态法测量结果代表的是常压大气环境下材料的热导率。个别变真空稳态法测量装置,也是专门用来测量评价材料在不同真空度下的热导率,以用于准确表征材料在不同真空度下的隔热性能。 因此,对于低导热材料热导率的测量,如果条件允许,尽量采用稳态测量方法,并明确试验条件,建议不采用激光脉冲法测量低导热材料热导率。 目前在国内的军工系统中都普遍采用稳态的保护热流计法导热系数测定仪来进行树脂基复合材料的导热系数测试,并已经做为工艺考核标准。多数采用的是美国TA公司的MODEL 2022导热仪,圆片状试样直径有1英寸(25.4mm)和2英寸(50.8mm)两种规格,最高测试温度为300℃。同时,美国TA公司的MODEL 2022导热仪也是该公司的主流产品,由此也可以看出这种稳态测试方法的应用十分广泛。

  • 美造出67阿秒迄今最短极紫外激光脉冲

    中国科技网讯 美国中弗罗里达大学(UCF)一个研究小组9月5日(北京时间)表示,他们造出了仅67阿秒(1阿秒=10-18秒)的极紫外激光脉冲,这是迄今为止最短的激光脉冲,之前纪录是80阿秒。该技术有望带来一种新工具,帮助科学家研究亚原子世界和迄今未知的量子力学行为。这一成果也标志着近4年来激光脉冲领域的首个重大突破。研究结果提前发表在《光学通信》网站上。 该成果的非凡意义还在于他们并没有使用特殊设备,如英里级的粒子加速器、体育场那么大的圆形同步加速器。UCF物理系教授常增虎(音译)和光学与光子学院同事们在该校弗罗里达阿秒科技(FAST)实验室,利用迄今最强激光在更小空间进行了高水平的研究。 常增虎的小组发明了一种叫做“双光栅”的技术,能将极紫外线以特殊方式切断,在尽可能最短的光脉冲内凝聚大量能量。除了生成了激光脉冲,他还制造了迄今最快的摄像机对光脉冲进行了检测。 “该研究造出了迄今最短的激光脉冲,为理解亚原子世界打开新的大门,让我们看到电子在原子、分子中的运动,跟踪化学反应过程。”UCF理学院院长、物理学家迈克尔·约翰逊说,“设想一下,现在我们可能看到量子力学过程了,这是令人震撼的。” 量子力学是研究微观物理学,尤其是微观水平的能量和物质。这一技术能帮助科学家理解构成世界的最小物质是怎样运作,还能帮助研究在特殊物理、生理过程中,如数据传输过程、治疗癌症或诊断疾病时递送标靶药物的过程中是如何利用能量的。 2001年时,科学家首次演示了阿秒级脉冲。自那时起,全世界科学家就在致力于制造这种最短脉冲激光,以往纪录是2008年德国马克斯·普朗克研究院创造的80阿秒脉冲。“自50多年前发明激光以来,人们对激光脉冲的要求越来越短。” UCF光学与光子学中心院长巴哈·萨雷说,“最新进展不仅让中弗罗里达大学跻身该领域前沿,也为人们打开了研究超快动态原子现象的新视野。”(记者毛黎 常丽君) 总编辑圈点 研究小尺度世界的运动规律,需要“超小号工具”。要干预和观察那些稍纵即逝的现象,就需要能量集中在极短时间的光脉冲。如果人们制造不出相应的光学机器,就没办法监测单个粒子,只能对粒子运动做出统计学意义上的描述;而在人们脑海中,基本粒子世界也只能是全景图,而不是精细的工笔画。美国研究小组的成果,让科学家向着观察量子尺度的运动又走近了一步。微观世界不为人知的景色,有望在极短激光的照射下现出真相。 《科技日报》(2012-09-06 一版)

  • 【分享】我国超短脉冲激光测量研究达到国际领先水平

    日前,由中国计量科学研究院承担的国家“十一五”科技支撑课题 “飞秒脉冲激光参数测量新技术研究”通过了专家验收。该课题自主研制的飞秒脉冲自相关仪和飞秒脉冲光谱相位相干仪实现了飞秒脉冲激光参数的准确测量,课题组提出的飞秒脉冲光谱相位还原方法降低了传统方法的测量不确定度,将我国飞秒脉冲激光参数的准确度提高到国际领先水平。  飞秒是时间单位,1飞秒相当于10-15秒。它有多快呢?我们知道,光速是1秒钟30万公里,而在1飞秒内,光只能走0.3微米,相当于一根头发丝的百分之一!飞秒脉冲是人类目前在实验室条件下能获得的在可见光至近红外波段的最短脉冲,它以其独具的持续时间极短、峰值功率极高、光谱宽度极宽等优点,在物理学、生物学、化学、光通讯、外科医疗、精细加工制造及超小器械制造等领域得到很广泛的应用。如何准确地测量超短脉冲信息已成为飞秒脉冲研究领域迫切需要解决的难题。

  • 世界最快激光脉冲定格超速运行电子原子(图)

    2012年10月22日 07:10 新浪科技微博 http://i1.sinaimg.cn/IT/2012/1022/U7917P2DT20121022070621.jpg世界最快激光脉冲定格超速运行电子原子http://i3.sinaimg.cn/IT/2012/1022/U7917P2DT20121022070632.jpg世界最快激光脉冲定格超速运行电子原子  新浪科技讯 北京时间10月22日消息,据物理学家组织网报道,世界最快的激光脉冲能够定格正在超速运行的电子和原子,美国亚利桑那大学的物理学家利用这种脉冲已经捕捉到分子分裂、电子从原子里逃逸出来的动态画面。他们的研究有助于我们更好地了解分子过程,并最终在很多可能的应用中控制它们。  1878年,当时的一系列照片立刻解决了一个长期存在的谜题:是不是正在飞奔的马始终都有一部分身体接触到地面?结果证明不是。爱德华-穆布里奇在赛马跑道旁拍摄的这一系列图片,标志着高速摄影时代的开始。大约134年后,亚利桑那大学物理学系的研究人员解决了一个类似的谜题,这次是一个超速运行的氧分子取代了马,超快、高能激光脉冲取代了穆布里奇的感光乳剂板。阿尔文-桑德胡及其科研组利用持续时间仅为0.0000000000000002秒的极端紫外线光脉冲,设法定格氧分子在很短时间内被高能击中后产生的超速动作。由于科学家正在试着从电子级别更好地了解量子过程,甚至最终控制这一过程,设计出新的光源,组合出新分子,或者是设计出新型超速电子元件,以及无数其他可能的发明,因此观察原子和分子里发生的极短事件变得越来越重要。  虽然桑德胡的科研组在产生世界最短光脉冲方面,并不是世界纪录保持者,但他们是最先把这些当做工具,用来解决很多悬而未决的科学问题的人。该科研组的最新成果,是展示氧分子在吸收过多能量而无法保持两个原子之间的稳定性后,突然裂开的实时快照系列。该研究成果发表在《物理评论快报》上。揭开这么短时间内的分子过程,有助于科学家更好地了解地球大气层里的臭氧形成和被摧毁背后的微观动态。桑德胡把这一原理比喻成是设法给快速飞向击球手的棒球拍照。他说:“如果我们利用常规相机,拍到的照片会非常模糊,或者棒球根本显示不出来。但是我们想很详细地研究这个球,它的表面、它的缝合线,以及在任何特定时间它的确切位置。要做到这些有两种方法。你可以制造一个拥有很快快门,能够在球做任何运动前迅速开启和关闭的相机。或者利用称之为动态镜检查(Stroboscopy)的技术,你用光照射这个棒球很短时间,并在这个时间内给它拍照。”  但是用原子或者电子取代棒球时,这种类比是不成立的。因为微观物体的运行速度非常非常快,利用机械或者电子元件根本捕捉不到它们。桑德胡称,定格原子级别的动作的唯一方法,就是利用持续时间只有几毫微微秒或者阿秒(比毫微微秒短1000倍)的光脉冲。举例说明这种光脉冲的持续时间,就是1阿秒相对于1秒,相当于1秒相对于宇宙的年龄。为了产生阿秒时长的光爆,必须发出持续时间只有毫微微秒的强烈激光脉冲。桑德胡实验室采用的毫微微秒激光脉冲释放的能量是1太瓦,相当于整个美国的电力网,只是前者持续时间非常短暂。虽然毫微微秒激光脉冲足以分辨分子运动,例如我们眼睛里的视紫红质,它们能在200毫微微秒内改变结构,对进入眼睛的光子做出响应,但是毫微微秒激光脉冲在捕捉更亮、运行速度更快的电子运动时,并不用“切开”它。  桑德胡实验室的研究生尼兰加-施瓦伦说:“我能在激光脉冲产生的强电场环境下,实时研究氦的原子结构发生了什么变化。”桑德胡科研组把这项有关阿秒电子动力学的突破性研究的成果,发表在早些时候的《物理评论快报》上。在他们的最新研究中,该科研组已经解决一个长期存在的争论,即被高能光子击中后,氧原子分裂需要1100毫微微秒。以前对这一现象的测量结果存在很大不同,最大相差100倍。这项研究的另一个创新之处,是它为测量电子摆脱超受激原子需要多长时间提供了方法。迄今为止这一过程只进行了理论模拟。桑德胡的科研组发现,这种自发电子发射发生在大约90毫微微秒内。他解释说:“我们经常假设,如果你把足够多的能量输入到一个分子里,就能迫使电子挣脱它的束缚。但是我们通过研究观察到,分子把过剩能量转移给周围的其他电子和附近的原子,试图与它们分享能量,保住它的电子,直到它突然分裂的最后一刻。”  研究生、这篇论文的第一作者亨利-提莫斯应用阿秒激光研究氧分子的动态。他说:“我们对受激分子的物理性质了解的不多,这是因为它们很难用数学方法进行模拟。你促使氧分子达到这种高能状态时,它有多种途径可以用来释放过剩能量。我们能够对每条路径进行单独分析,并分析电子脱离原子时会出现什么情况。”据桑德胡说,追踪分子、原子和电子的运动,对了解天然或人造物体的物理及化学过程非常重要。他解释说:“高能紫外线持续轰击我们的大气层,刺激它里面的分子。导致这些分子分裂成过激原子,这促使臭氧形成或分解。这些现象对了解上层大气的化学性质有分歧。能够测量最短时间段内分子内的电子和原子的动态,对我们更好地了解这些分子的基本相互作用有帮助。不过更重要的是,它将为我们提供控制或改变这些原子或分子的动态性质的方法,因为现在我们已经拥有一种光脉冲,它能对实时运动产生影响。我们不再只是在这些现象发生后,才开始研究它们之间的相互作用。事实上我们正在设法了解这种互动,并力求控制它,例如控制某一方向的化学反应。”  迄今为止产生的最短激光脉冲持续67阿秒。据桑德胡说,就连持续时间更短的“仄普托秒”激光脉冲也并非不可能产生,但是现在阿秒是人们关注的焦点。他说:“我们正在研究阿秒,是因为我们想了解比分子运动更快的过程。影响我们的生活的实际方面和我们身边的技术,都受到电子和电子运动的制约。未来我们感兴趣的问题,是很多电子彼此结合在一起,结果会出现什么情况?现在这方面的试验具有很大挑战性,理论性模拟根本不可能实现。这也是我们拥有高能和短时分辨率的原因。事实上现在我们已经能够实时查看这些过程。”(秋凌)

  • 美制造迄今最大激光脉冲:500万亿瓦特功率

    2012年07月18日 08:08 新浪科技微博http://i1.sinaimg.cn/IT/2012/0718/U2727P2DT20120718075512.jpg  未来能源?美国国家点火装置负责人摩西表示:“它正全面运作。科学家在清洁聚变能源的探索上迈出重要一步。”http://i0.sinaimg.cn/IT/2012/0718/U2727P2DT20120718075533.jpg  这个脉冲只持续230亿分之一秒。这个激光阵列不是朝着一个目标发射的。但2年内,科学家将朝着一个1毫米氢球发射这192束激光。http://i2.sinaimg.cn/IT/2012/0718/U2727P2DT20120718075553.jpg  一位艺术家的构想图展示了美国国家点火装置“点燃”192束激光阵列时产生的反应。本月制造的这个脉冲并非针对一个目标,但科学家最后会在一个1毫米氢球中用这些激光引发一个聚变反应。http://i0.sinaimg.cn/IT/2012/0718/U2727P2DT20120718080555.jpg  一名工作人员正在检查加利福尼亚州的美国国家点火装置的设备。美国国家点火装置的目标是成为首个用聚变反应实现“得失相当”目标的设施,从而产生比这些激光所消耗的还要多的能量。http://i0.sinaimg.cn/IT/2012/0718/U2727P2DT20120718080614.jpg这个巨大高能设施将在接下来2年内尝试激光聚变。这项技术被看作清洁能源的“圣杯”。http://i1.sinaimg.cn/IT/2012/0718/U2727P2DT20120718080633.jpg美国国家点火装置的设备:3月15日的结果表明,科学家距“聚变点火”的目标又近了一步。http://i0.sinaimg.cn/IT/2012/0718/U2727P2DT20120718080654.jpg这些激光只持续230亿分之一秒,产生的能量却比整个美国在任何特定时间所用的电量多1000多倍。  新浪科技讯 北京时间7月18日消息,据国外媒体报道,位于加利福尼亚州、体育场大小的美国国家点火装置本月制造出人类历史上能量最大的激光脉冲。7月5日,192束激光融合成一个紫外线激光脉冲,产生500万亿瓦特峰值功率,这比美国在任何特定时刻内使用的总电量还要高1000多倍。  对旨在用类似于发生在氢弹中的核聚变反应产生巨大能量的“聚变”设备来说,这个脉冲的产生具有重大历史意义。美国国家点火装置负责人爱德华-摩西表示:“它正全面运作。科学家在清洁聚变能源的探索上迈出了重要一步。”  麻省理工学院高级研究科学家理查德-帕特拉索表示:“这个500万亿瓦功率的激光脉冲是美国国家点火装置研究小组的非凡成就----在实验中创造出迄今为止只出现于恒星内部深处的史无前例的聚变反应。对美国和世界各地像我们一样在极端条件下不懈追求基础科学和实验室聚变点火目标的科学家来说,这是一个非同寻常、令人兴奋的成就。”  加利福尼亚大学伯克利分校天文学、地球与行星学教授雷蒙德-简罗茨表示:“美国国家点火装置成功制造出500万亿瓦功率、具有里程碑意义的激光脉冲,这是世界上经过最严格的控制产生的能量最大的激光。”  这个脉冲只持续了230亿分之一秒。这个激光阵列并未朝着目标物发射,但2年内,科学家将朝着一个1毫米氢球发射这192束激光。美国国家点火装置的科学家希望它将来点燃聚变反应堆的聚变,从而释放出比这些激光所输入的能量还要多的能量。  受控的核聚变可以生成一种从50年代以来科学家一种试图制造出来的清洁能源,但在氢弹中核聚变是不受控制的。由于激光脉冲的持续时间极其短暂,所以所需总能量并不像听起来的那么多,它们被储存在美国国家点火装置电池一样的巨大容器中。 美国国家点火装置负责人摩西表示:“该事件在国家点火计划对聚变点火的探索中是个重要里程碑。国家点火装置用单个激光束进行过许多次类似的能量生成示范,但用192束激光在这个音障上进行操作还是头一次。”点火将成为一种释放出远超过“得失相当点”的巨大能量的自持反应。  美国国家点火装置试用了超重氢和在“重水”中发现的氢同位素重氢的小球,通过激光器把这些小球压缩到起初尺寸的数百分之一大。这个反应把这些原子融合成氮原子,释放出移动迅速、名为中子的亚原子粒子,这可能用于给水加热和为蒸汽轮机提供动力。  但聚变并非没有争议。美国国家点火装置还参与了美国的武器研发计划。这个聚变过程还被用于氢弹中。美国国家点火装置在这个国家的“库存维护与管理计划”中扮演着重要角色,以确保核军火库发挥它应有的作用。绿色和平组织等环境机构认为应把聚变研究的经费转移到研发风力和波浪发电等技术上来。(孝文)

  • 有激光脉冲法设备的朋友可以试着做做不同厚度金属材料的热扩散率,看看会是什么结果。

    激光脉冲法(热脉冲法)热扩散率测试是一种经典方法,目前市面上成熟设备也比较多,多数都标称可以测量到2000W/mK超高热导率,也就是说可以测量很高热扩散率材料。另外,目前激光脉冲法数据处理技术也非常成熟,可以进行各种修正,包括热脉冲宽度修正。基于以上提到的两点,那么就可以准确测量任何厚度金属材料厚度方向热扩散率。哪我们可以不妨做个试验,就是采用相同材质的金属材料(不透光)制成一系列厚度试样进行测量,如从1mm~6mm厚,相差1mm做6个试样分别在常温下进行测试,测试结果都应该一致。有条件的朋友可以具体做做,看看到底是什么结果,整个测试和分析也可以发表论文。

  • 拆解一款耳夹式助眠仪,撩开CES治疗仪的神秘面纱

    拆解一款耳夹式助眠仪,撩开CES治疗仪的神秘面纱

    [size=16px]现代社会竞争激烈、生活压力大,人群中有不少的人患有焦虑、抑郁和失眠等精神问题疾病及儿童相关情绪障碍等。在医院精神科、心理科、康复科的临床上,常常使用经颅微电流刺激疗法(Cranial Electrotherapy Stimulation,简称CES疗法)进行治疗。这种疗法通过夹在耳垂上的耳夹电极流过微安级别的微电流刺激大脑,改善异常脑电波,调节大脑神经递质和应激激素的分泌,从而达到治疗的目的。这是一种非药物治疗方法。[/size][align=center][size=16px][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210011113404814_6816_1807987_3.jpg[/img][/size][/align][size=16px] CES疗法率先在国外流行,在美国有40多年的发展历史,在欧洲也应用了30多年。是获得美国食品药品管理局(FDA)批准、一项成熟有效的治疗方法。在我国,2002年经国家食品药品监督管理局批准引进中国,目前在许多医院临床上有较广泛使用。 随着电子技术的日新月异,大型CES治疗仪的功能在许多掌上治疗仪上也能完美实现。近几年,网上有不少针对个人在家中使用的CES治疗仪销售,高价的国外品牌从一千多元到六七千元,国内产品一二百元至数百元,甚至一些国内公模产品只要十几二十元。让人瞠目结舌,不知道如何下手购买。下面,通过拆解一款市售低价助眠仪,解析电路结构,来认识这类产品的电路本质。一、外观先看看外包装,全英文,印有“JOZ-B72型健康管理器”字样,没有生产厂商,“三无”,像是为老外加工的产品返内销,网店销售才十几元一只:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210011113409188_7699_1807987_3.jpg[/img]盒内装有一页中文使用说明书,同样没有落款,不知道是谁生产的:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210011113411464_5568_1807987_3.jpg[/img]取出仪器,外壳上没有印刷任何标识,看来是一款公模订制产品:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210011113412987_2106_1807987_3.jpg[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210011113415341_9997_1807987_3.jpg[/img]使用两节7号干电池:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210011113415624_8461_1807987_3.jpg[/img]二、拆机卸下后盖四颗固定螺丝:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210011113417831_8387_1807987_3.jpg[/img]打开后盖,咦,电路板上才两三个元件,不会“中奖”了吧!心中有点忐忑不安:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210011113419189_2924_1807987_3.jpg[/img]取下电路板,翻面,看见GENIAL 2012/11/27,这电路设计版本有点历史了。看见这一面分布了MCU等电子元件,悬在心中的石头才落地:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210011113419862_8846_1807987_3.jpg[/img]三、电路分析根据PCB上的元件分布,绘出电路图如下(仅供参考):[/size][align=center][size=16px][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210011113421825_1524_1807987_3.png[/img][/size][/align][size=16px]电路结构及功能:根据电路图分析,这是一款微电脑低频电疗仪。MCU用黑胶邦定在PCB上,不知道其型号。整机电路主要由以下四个部分组成:1、主控电路 由按键、MCU及外围元件、LCD显示屏组成,程序固化在MCU中。按下面板上对应按键,仪器将开关机、工作时间设置、治疗强度设置。2、升压电路 MCU的一个接口输出一定脉宽及频率的方波,通过R3、C8传导使Q1处于连续开关工作状态。仪器电源通过Q1、Q3、L1、C9组成的升压电路,在电容C9两端产生了比电源电压高的电压。当要提高仪器输出强度,按下强度增加键,加宽输出方波信号的时间,就可以提高升压比,提高输出电脉冲的强度。3、 波形控制及输出电路 由Q2、Q4、Q5及相关元件构成。在MCU两个连接Q2、Q4基极的端口,可以控制这个输出电路的通断和上面升压电路的电压来模拟出各种理疗按摩手法,例如调制中频、密波、疏波、间升波等的波形来产生多种治疗功能。本仪器功能简单,输出波形是固定不变的针灸模式,没有其它模式设置。4、自动停机电路 开机后,不设置工作时间,仪器就不会工作。串联在Q9发射极的稳压二极管D2和电阻R9没有电流流过,它们的两端无电压,传输给MCU的电压信号为低电平,系统判断为无人使用,12秒钟后,自动停机。同样的道理,当仪器设置的工作时间到点(倒计时为零),无下一步操作,12秒钟后,也将自动停机。四、工作波形分析用示波器测量工作时的波形,见下图:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210011113423349_3285_1807987_3.jpg[/img]工作波形是半波电脉冲,频率10.12Hz,第五档强度(最高档)的脉冲电压峰值为6.4V:[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210011113423925_2455_1807987_3.jpg[/img] 这个仪器的工作波形与电子按摩仪针灸档位的工作波形相似。下面是另一款电子按摩仪针灸档位的工作波形图,它具有正负脉冲,频率12.53Hz,第一档强度的峰值电压就达到32.4V,电刺激作用更强烈: [img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210011113425927_1410_1807987_3.jpg[/img] 通过波形对比,该款仪器的电路是一个电子针灸电路。它与常见普通电子人体按摩仪的针灸档波形比较,是半波电脉冲。这是由于该仪器工作部位是头部耳朵,人体敏感度高,电脉冲的刺激不能太强,故厂家电路设计上输出电脉冲强度要低一些。五、结语 通过拆解分析,市面上的睡眠仪、助眠仪等等,五花八门。除了耳夹式,还有头戴式、手握式。普通头戴式和手握式都是非医疗器械产品,耳夹式列入医疗器械类,效果要优于其它两种。但许多耳夹式并没有取得医疗器械产品注册。实质上,都是我们熟悉的一种低频电脉冲治疗仪,基本电路结构相似。以现在的电子技术水平,制造没有难度,元器件成本也很低。选购时注意性价比,不要交智商税。 尽管CES疗法历史比较长,也确实有一定疗效,但到目前,经颅微电流刺激疗法的确切机制尚不清楚,并不一定适合所有人。要注意的是,失眠原因有多种,对长期失眠或顽固性失眠,要上医院去检查到底是什么原因,针对性进行治疗,而不是简单地使用CES治疗仪,避免延误病情。[/size]

  • 【分享】安徽光机所研发出用于皮肤治疗的新型准分子激光设备

    造福银屑病(俗称牛皮癣)、白癜风、异位性皮炎等皮肤病患者的用于皮肤治疗的新型准分子激光设备日前在安徽光机所通过投资方验收。   传统的针对皮肤疾病的光学治疗手段主要有紫外长波PUVA法,紫外中波UVB法,大多采用形式多样的宽频紫外UV灯管,其发射的紫外在很大的波谱范围,基本涵盖了280-400nm的宽阔区域。在治疗照射过程中方向不易控制,发散角度大,正常皮肤处于曝光中,有可能引起皮肤发红、灼伤等不良影响,并且效果不是很显著。  安徽光机所激光中心陈永荣课题组,通过半年多不懈努力的自主研发工作,研制出国内首台用于皮肤治疗的XeCl准分子激光设备,该设备能输出308nm(处于银屑病、白癜风等疾病治疗的活跃频谱295-320nm内)的单频紫外脉冲激光,强度高、方向性好,由光纤导引至病灶,能迅速释放能量,只针对病变局部,不累及周围正常皮肤。与传统方法比较,具有见效快、疗程短、费用低、抗复发、特便捷、更安全等优点。是当今医疗领域极力推行的最新疗法,病患者无需治疗前做太多的准备,真正能达到无创伤绿色治疗。同时,该疗法还避免了传统的普通紫外光大面积治疗导致皮肤老化甚至癌变的风险。  根据国内外相关临床研究资料,308nm紫外激光可使银屑病患者皮损处活化的T淋巴细胞迅速调亡;对白癜风病人,对由免疫性引致的黑色素细胞破坏造成的黑色素生成能力减损或丧失有明显的疗效;对各种异位性皮炎有非常好的效果,特别对消除搔痒等刺激症状疗效尤为显著,能促进正常细胞的迅速生长。  用于皮肤治疗的XeCl准分子激光设备结构紧凑、外观大方、操作灵活、移动方便、输出能量和功率稳定、工作寿命长、性能可靠。激光由光导纤维传输,单脉冲能量150mJ,能量不稳定性±3%,重复频率≤50Hz,光纤输出6-16mJ,光斑强度均匀。  研发人员相信在可预见的未来,308nm准分子激光在医疗领域将会有广泛的应用前景。(韩奇阳、陈永荣供稿)http://www.aiofm.ac.cn/news/2006/12/22.htm

  • 【求助】请问:可不可以用激光脉冲做光源,获取拉曼图谱?

    现在用的是连续激光,做为光源,激发样品。可以观测到,拉曼谱线中,两个比较强的拉曼峰。但是,其余几个较弱的拉曼峰,则完全被荧光湮灭。我考虑用大功率脉冲激光器做光源,进行外触发收集拉曼光。这样,积分时间设置得很短,同时激光脉冲的峰值功率很高,应该可以消灭荧光。不知道这样做,对不对?如果这样可以,请大家告诉我具体做法,需要注意事项。请大家指教。谢谢。

  • 世界首台帕金森治疗仪在哈尔滨研制成功

    据悉,全球大约有400多万帕金森病患者,中国已超过200万,且每年新增近10万。由我国专家研制的世界首台帕金森治疗仪“经颅磁电脑病治疗仪”2月28日在哈尔滨通过了黑龙江省科技厅组织的专家鉴定。鉴定结果表明,“经颅磁电脑病治疗仪”(也称奥博帕金森治疗仪)填补国内外空白,经颅磁电技术在物理治疗帕金森病领域居国际领先水平。这标志着世界首台帕金森治疗仪在哈尔滨问世,突破了目前国际上治疗帕金森病主要依赖药物和手术的局限,让这一世界性医学难题有了新的治疗方法。目前,药物治疗只能控制症状而不能治愈,手术治疗主要有毁损术、脑深部电刺激术和组织细胞移植术,毁损术因其对脑神经的破坏不可逆,还会产生并发症,现已不主张采用;脑深部电刺激术,即安装脑起搏器,因需要在脑内植入异物而存在风险,且费用高昂;组织细胞移植术,利用立体定向技术向脑内移植能够产生多巴胺的神经细胞尚处于探索中。

  • 【求助】高电位治疗仪

    我一同学想买仪器:高电位治疗仪,RK-9000A型,上海日趁医疗器械有限公司有代理,日本产品。想了解情况。 不知道这里有没有高手指点迷津? 先谢谢了! [em0905]

  • 德科学家让光脉冲拥有“负质量”

    该方法可用于研制速度更快的电子通讯设备科技日报 2013年10月17日 星期四 科技日报讯 (记者刘霞)据英国《新科学家》网站10月16日(北京时间)报道,德国科学家使用一些光纤环,表象上使光脉冲拥有“负质量”,让激光脉冲在其周围自我加速。科学家指出,最新研究表面似乎与牛顿第三定律不符,但只是一种假象。其重要意义在于,科研人员可藉此研制运行速度更快的电子设备和更可靠的通讯设备等。 牛顿第三定律指出,两个物体间的作用力和反作用力总是同时在同一条直线上,大小相等,方向相反。当两球相撞时,它们会相互弹回。但如果一个球的质量为负数,当它们相遇时,会朝同一个方向加速前进。这种效应在“反向驱动器”内非常有用。“反向驱动器”是科学家们假想出来的一种设备,在其内部,正负质量相互作用,然后永远加速向前。上世纪90年代,美国航空航天局(NASA)就试图制造出这种驱动器以便为火箭发射提供更好的助推力。不过量子力学声称,物质不可能拥有负质量,即使反物质的质量也为正数。 现在,德国爱尔兰根-纽伦堡大学的乌尔夫·佩斯彻尔和同事使用“等效质量”,制造出一种“反向驱动器”。他们解释道,当光子以光速行进时,它们没有静止质量,但如果将一束光脉冲照射在晶体这样的层叠物体内,有些光子会被晶体的一层反射回来接着再被另一层反射回去,这就会让部分脉冲发生延迟,导致它同其余脉冲相互干扰,通过材料的速度因此变得更慢。 这样一来,光脉冲似乎就拥有了质量——“等效质量”。取决于光波的形状和晶体的结构,光脉冲能拥有负的等效质量。为了得到这样一种脉冲同具有正质量的脉冲相互作用,需要非常长的晶体,以便在两束脉冲展示反向推动效应之前将光吸收。 为此,佩斯彻尔在两条光纤环内制造出一系列激光脉冲。这些脉冲会在两条环之间的某个连接点“分道扬镳”,而且,光会以同样的方向在每个光纤环周围移动。关键在于一个环比另一个环稍长一点,因此,在更长环周围运动的光相对来说有点延迟。当这个脉冲被反射回并且在连接点分开时,它会同另一个环内的脉冲分享部分光子。这样几趟旅程之后,脉冲会发展出一种干涉模式,赋予脉冲负质量。 佩斯彻尔表示,半导体内的电子也可以拥有“等效质量”,因此,这些环可被用来给电子加速并提升计算机的处理能力。而且,在某些光纤内,光脉冲的速度与其波长相当,这就意味着,这种环能被用来控制光纤输出光的颜色。这种方法也有望用来增加光子通讯的带宽,帮助制造出诸如激光显示屏那样的显示设备。不过,将这种环用于实际生活中也并非易事。 总编辑圈点 在宏观世界,质量恒定不变且能对物体运动产生作用,是反映物质运动状态变化难易程度的物理量。但到了微观量子世界,运动却成了质量产生的决定因素,运动的粒子与希格斯粒子发生碰撞才产生质量。本项研究更加深刻地揭示了在微观领域运动和质量的关系,尽管“负质量”只是一种假象,但我们却可以利用这种假象来发明新的应用。将“负质量”用于实际生活确非易事,但并不是完全不可能,反向驱动器就是一种好的尝试。

  • 【资料】我国研制出抑郁症治疗仪 全球首创

    世界首台抑郁症治疗仪诞生,此款仪器是由中国企业自主研发出的。    黑龙江省工业和信息化委员会组织的新产品鉴定肯定了由哈尔滨奥博医疗器械有限公司孙作东研究员率领的科研团队研发的“奥博抑郁症治疗仪”的先进性。鉴定结论表明,该治疗仪集经颅磁、经颅电、音乐疗法于一体。经查新检索该产品填补了国内外空白,为世界首创,核心技术在抑郁症治疗应用领域居国际领先水平。    抑郁症是以情感低落、思维迟缓、动作减少为典型症状的一组情绪障碍,这种“不快乐”被喻为“精神感冒”“蓝色隐忧”。全世界约有3.4亿人患有抑郁症。据统计,我国抑郁症患者已超过8900万,高发群体多以高职、高薪、高学历的成功人士以及青少年为主。目前抑郁症主要治疗方法是药物治疗,但因抗抑郁药物的滥用及其副作用大、禁忌症多且具有成瘾性,很多患者拒绝接受;心理辅导也是有效方法之一,患者也易于认可,但过程长起效慢。    孙作东是“脑细胞激活论”创立者,经过多年脑科学基础理论研究与临床实践,他发现抑郁症发病因素虽复杂,但神经递质缺失和传递功能弱化与抑郁症关系最为密切,比如5-羟色胺、去甲肾上腺素、多巴胺的不足等,并由此提出抑郁症治疗新主张,即激活特定部位神经元群使其恢复自泌和传递神经递质功能是治疗抑郁症的关键。他率领科研团队应用独创的内源性神经递质调控技术,历时5年成功研制了奥博抑郁症治疗仪。    该治疗仪已于今年1月获得了中华人民共和国医疗器械注册证,这标志着由我国学者自主研发、具有自主知识产权的世界首台抑郁症治疗仪器的诞生,意味着人类的“不快乐”有了新的治疗途径。该治疗仪为非介入治疗,是独立的治疗手段之一,特别适用于轻、中度抑郁症,可明显改善抑郁、睡眠障碍、焦虑等主要症状。目前,奥博抑郁症治疗仪首批产品已正式投放市场。

  • 【资料】激光测距的测量原理

    1.利用红外线测距或激光测距的原理是什么? 测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间,然后通过光速c = 299792458m/s 和大气折射系数 n 计算出距离D。由于直接测量时间比较困难,通常是测定连续波的相位,称为测相式测距仪。当然,也有脉冲式测距仪,典型的是WILD的DI-3000需要注意,测相并不是测量红外或者激光的相位,而是测量调制在红外或者激光上面的信号相位。建筑行业有一种手持式的测距仪,用于房屋测量,其工作原理与此相同。2.被测物体平面必须与光线垂直么? 通常精密测距需要全反射棱镜配合,而房屋量测用的测距仪,直接以光滑的墙面反射测量,主要是因为距离比较近,光反射回来的信号强度够大。与此可以知道,一定要垂直,否则返回信号过于微弱将无法得到精确距离。3.若被测物体平面为漫反射是否可以? 通常也是可以的,实际工程中会采用薄塑料板作为反射面以解决漫反射严重的问题。4.超声波测距精度比较低,现在很少使用。

  • 激光闪光法标准测试规范:不同脉冲加热能量下热扩散系数测试的外推法

    激光闪光法标准测试规范:不同脉冲加热能量下热扩散系数测试的外推法

    [color=#cc0000]摘要:本文介绍了一种闪光法热扩散系数测试规范——闪光能量外推法,即在样品恒温阶段采用一系列不同大小的闪光脉冲加热能量进行测试,然后将相应的热扩散系数测试结果外推至零加热能量,由此准确得到与试验参数(样品厚度和加热能量)无关的热扩散系数准确值。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][color=#cc0000]1.问题的提出[/color] 在采用闪光法测量材料热扩散系数过程中,诸如样品厚度和闪光脉冲加热能量这些试验参数的选择,使得测试人员最常面临的困惑就是试验参数选择合理性和测试结果的准确性,这种现象在实际测试中主要表现在以下几个方面: (1)对于相同材料和厚度的样品,设置不同闪光脉冲加热能量,往往会得到不同测试结果,无法判断加热能量参数选择的合理性和测试结果的准确性。 (2)对于未知材料,无法确定合理的样品厚度,往往造成不同样品厚度测试的热扩散系数有明显偏差。 (3)对于相同材料和厚度的样品,不同实验室采用不同型号闪光法仪器,经常会得出不同的测试结果,有时相互之间的偏差还很大。 (4)对于相同材料和厚度的样品,不同实验室采用相同型号闪光法仪器,也常会得出不同的测试结果。 总之,由于存在以上困惑,这就需要开发出一种闪光法测试规范来准确测量热扩散系数,而最终得到的热扩散系数与闪光法仪器的试验参数无关。也就是说,希望采用任何正常的闪光法设备和任意试验参数,都可以测量得到准确的热扩散系数。 本文将介绍一种闪光法热扩散系数测试规范——闪光能量外推法,即在样品恒温阶段采用一系列不同大小的闪光脉冲加热能量进行测试,然后将相应的热扩散系数测试结果外推至零加热能量,由此准确得到与试验参数(样品厚度和加热能量)无关的热扩散系数准确值。[color=#cc0000]2.外推法的基本原理[/color] 众所周知,闪光法测试中,根据温升曲线计算得到的热扩散系数取决于测试条件,如脉冲加热能量和样品厚度。图 2-1显示了温升曲线和热扩散系数随温度的变化曲线。[align=center][img=,690,341]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201616538529_4916_3384_3.png!w690x341.jpg[/img][/align][align=center][color=#cc0000]图 2-1 (a)温升曲线和(b)在Tbase附近温度对热扩散系数的依赖关系[/color][/align] 当在规定温度Tbase(脉冲加热前保持恒定)下进行激光测量时,样品温度会升高Tmax。热扩散系数是一种依赖于温度的物理性能,因此,样品背面温升曲线反映了测量过程中起始温度Tbase和最高温度Tmax之间热扩散系数的温度相关性,即闪光法热扩散系数测量结果是样品温度升高后的等效热扩散系数,而不是起始温度Tbase时样品的固有热扩散系数,由此所带来的误差就是等效热扩散系数与固有热扩散系数之间的差值,此差值就是常见闪光法热扩散系数测量误差的主要来源。 从图 2-1可以看出,当样品背面温升ΔT较大时,如果材料样品的热扩散系数对温度非常敏感,则等效热扩散系数与固有热扩散系数之间的差值将会较大。另外,较大ΔT可能会样品背温红外辐射器信号带来非线性影响,也会增大测量值偏差。 由此可见,由于背面温升ΔT的存在,对于某一样品厚度和加热能量下测试得到是等效热扩散系数,此等效热扩散系数取决于样品厚度、脉冲加热能量、脉冲光吸收率和样品体积热容。从理论上讲,背面温升ΔT越小,所测试的等效热扩散系数就越接近于固有热扩散系数。但在实际测试过程中,往往会选择较大的脉冲加热能量来获得漂亮的背面温升曲线,以提高背温信号的信噪比。由此可见,脉冲加热能量的大小与热扩散系数准确测量是一对矛盾。 为了解决上述试验参数对测量结果带来的影响,日本国家计量研究所(NMIJ)的Akoshima等人开发了一种外推法热扩散系数测试规范[1]。外推法的基本原理是在恒定温度Tbase下,假设样品厚度、脉冲光吸收率和样品体积热容不随温度发生改变,通过改变脉冲加热能量(即改变背面温升ΔT大小)测试得到一系列相应的等效热扩散系数。如图 2-2所示,以背面温升ΔT为横坐标、等效热扩散系数测量值为纵坐标,建立起等效热扩散系数与背面温升的线性函数关系,最终用此线性函数外推得到脉冲加热能量为零时的等效热扩散系数,由此认为此外推得到的热扩散系数即为样品材料在温度Tbase时的固有热扩散系数。[align=center][img=,690,402]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201617142109_5211_3384_3.png!w690x402.jpg[/img][/align][align=center][color=#cc0000]图 2-2 不同加热能量时的等效热扩散系数测量结果和外推法示意图[/color][/align] 由此可见,通过外推法可以得到样品材料固有的热扩散系数,而且所得到的热扩散系数与样品厚度和脉冲加热能量无关,这样就可以在实际测试中消除了测试参数对热扩散系数测量结果的影响。[color=#cc0000]3.外推法的验证[/color] 为了全面验证外推法在闪光法热扩散系数测试中的有效性,日本国家计量研究所(NMIJ)和法国国家计量和测试实验室(LNE)开展了专门的比对测试研究[2],并计划将外推法补充到闪光法热扩散系数标准测试方法中。 对比测试选择了四种材料,分别是IG-110各项同性石墨、Armco铁、YSZ陶瓷和氮化硅,如图 3-1所示。这四种材料基本覆盖了10E-4~10E-6㎡/s范围的热扩散系数,并在脉冲光和探测光的透过性上非常有代表性,从而也代表了不同样品表面吸热涂层和遮光涂层的处理方式。[align=center][img=,690,161]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201617320094_8341_3384_3.png!w690x161.jpg[/img][/align][align=center][color=#cc0000]图 3-1 外推法对比测试样品:从左到右的IG-110石墨、Armco铁、3YSZ和氮化硅 [/color][/align] 两个实验室分别在室温下分别对不同样品厚度的上述四种材料进行了测试,每种厚度样品采用不同脉冲加热能量测试表观热扩散系数,结果如图 3-2~图 3-5所示。然后针对每种厚度样品的表观热扩散系数测试结果计算获得零脉冲能量外推值。每个样品的外推值以及每个实验室的平均值和标准偏差如表 3-1所示。[align=center][color=#cc0000][img=,690,255]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201617457894_7515_3384_3.png!w690x255.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]图 3-2 两实验室分别在室温下对不同厚度IG-110石墨样品采用不同脉冲加热能量测试得到的测试值和外推值,符号表示测试值,线条表示线性回归函数[/color][/align][align=center][color=#cc0000][img=,690,256]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201618077493_2590_3384_3.png!w690x256.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]图 3-3 两实验室分别在室温下对不同厚度Armco铁样品采用不同脉冲加热能量测试得到的测试值和外推值,符号表示测试值,线条表示线性回归函数[/color][/align][align=center][color=#cc0000][img=,690,253]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201618183304_8193_3384_3.png!w690x253.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]图 3-4 两实验室分别在室温下对不同厚度3YSZ样品采用不同脉冲加热能量测试得到的测试值和外推值,样品表面带金和/或石墨涂层[/color][/align][align=center][color=#cc0000][img=,690,260]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201618287874_3031_3384_3.png!w690x260.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]图 3-5 两实验室分别在室温下对不同厚度Si3N4样品采用不同脉冲加热能量测试得到的测试值和外推值,样品表面带金和/或石墨涂层 [/color][/align][align=center][color=#cc0000]表 3-1 两实验室对比测试四种材料的固有热扩散系数,根据室温下不同厚度样品测量的表观热扩散系数值的平均值进行估算(LNE 296K,NMIJ 298K)[/color][/align][align=center][img=,690,793]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201618432974_4190_3384_3.png!w690x793.jpg[/img][/align] 在各向同性石墨的情况下(其显示出室温附近热扩散系数的强温度依赖性),从具有最大温升的温升曲线计算的表观热扩散系数比使用外推法估计的固有值小3%。由于NMIJ和LNE估计热扩散系数测量的典型不确定度约为2~3%,因此这种误差就非常明显。结果表明,外推法有助于获得固有热扩散系数,同时避免测量过程中由于样品温度变化造成的偏差。通过对两种半透明性材料(3YSZ和Si3N4)的测试对比,也证明了外推法有助于检测热扩散系数的估计值是否正确,并具有识别材料任何潜在半透明效应的功能。 通过上述NMIJ和LNE这两个国家计量机构对四种固体材料进行的热扩散系数测量,验证了外推法测试技术的有效性和准确性。尽管两实验室使用了不同的测试设备和不同的温升曲线分析方法,但两实验室测量的热扩散系数依然显示出很好的一致性。由此可以确认,结合了外推法的闪光法热扩散系数测量,在10E-4~10E-6㎡/s范围内的热扩散系数测试可以不受测量条件、仪器、分析方法和实验室的影响。[color=#cc0000]4.总结[/color] 热扩散系数是材料固有的特性,据此,热扩散率不取决于测量条件、形状和尺寸。然而众所周知,闪光法热扩散系数测试经常受到这些因素的影响,因此外推法的出现为解决上述问题提出了一个很好的解决方案。 自2005年外推法提出以来,在国际度量衡委员会(CIPM)温度测量咨询委员会第9工作组(CCT-WG9)组织的实验室间热扩散系数对比框架内,一直采用外推法这一试验规程进行所有的对比测试[3]。经过多年的验证试验和实际测试,证明了外推法主要有以下特点和优势: (1)外推法是一种通用性方法。在采用外推法测试材料热扩散系数过程中,尽管不同实验室和不同测试设备采用不同脉冲加热能量和不同数据处理方法会得到不同的外推斜率,反映了与测量仪器和所用评估方法相关的测量条件,但对应于固有热扩散系数的截距值与斜率无关。 (2)外推法对热扩散系数随温度变化敏感的材料更有效。从上述石墨与金属材料的对比测试可以看出,Armco铁的外推斜率要小于IG-110石墨外推斜率,石墨材料热扩散系数在对温度变化敏感的范围内,外推法对于更能显著提高测量的准确性。 (3)有助于识别潜在的材料半透明效应。采用外推法测量时,如果材料完全不透明则会得到与样品厚度无关的相同的外推值,反之则会看出明显的厚度变化所带来的半透明效应。这种功能在识别未知材料的潜在半透明性中非常有用。 (4)由于使用外推法只需在不同脉冲加热能量下进行测量,与样品厚度和数据处理方法无关,加上目前闪光法测试设备自动化程度很高,可以自动按照设定程序改变脉冲加热能量进行连续测量,因此只需选定一种厚度样品就可以快速准确的测定热扩散系数,既能保证测量准确性又能提高测试效率。另外,通过外推法还可以在大的信噪比下进行测量,解决了信噪比与测量精度的矛盾。[color=#cc0000]5.参考文献[/color][align=left](1) M. Akoshima, T. Baba, in Proceedings of Thermal Conductivity 28/Thermal Expansion 16, ed. by R.B. Dinwiddie, M.A. White, L. McElroy (DEStech Publications, Lancaster, 2006), p. 497–506[/align][align=left](2)Akoshima M, Hay B, Neda M, et al. Experimental verification to obtain intrinsic thermal diffusivity by laser-flash method[J]. International Journal of Thermophysics, 2013, 34(5): 778-791.[/align][align=left](3)Akoshima M, Hay B, Zhang J, et al. International comparison on thermal-diffusivity measurements for iron and isotropic graphite using the laser flash method in CCT-WG9[J]. International Journal of Thermophysics, 2013, 34(5): 763-777.[/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

  • 激光热导仪应用及原理介绍

    激光法导热仪是闪光法的实验原理是用激光器向厚度为L的圆形薄试样表面发出一个能量为Q的热脉冲,同时测量并记录试样背面的温度响应T(L,t),根据非稳态导热过程的数学模型,即可确定试样的热扩散率。来计算样品的热扩散系数。具有快速、方便的特点。其测量热扩散系数为0.001-10cm2/sec, 进一步计算导热系数。应用于金属与合金、钻石、陶瓷、石墨与碳纤维、填充塑料、高分子材料等的测试。热扩散率是表征材料内部非稳态导热过程的重要热物理参数之一,用来表征物体在加热或冷却过程中各部分趋于一致的能力。热扩散率的测量方法主要分为稳态法和非稳态法两大类。由于非稳态法具有装置简单、快速、准确的特点,并且可以同时测量多个热物性参数,方式灵活多样,测量范围覆盖多种材料。主要非稳态法:热线法、闪光法、平面热源法、瞬态热栅法、光热辐射法、激光压电光声法、蜃景效应(Mirage技术)等方法,其中闪光法被公认为精度最高的一种方法。闪光法物理模型是基于加热脉冲照射时间远远小于热流流经试样的传递时间的假设。目前,国际上没有热扩散率测量的统一标准,美国、欧洲、日本、中国等各自有各自的测量标准,而且各国热扩散率的测量相对标准不确定度在10-2左右。

  • 大脑生物反馈治疗仪器的方法

    润之杰大脑生物反馈治疗仪通过生物反馈训练来调节人体自身的机能,没有任何痛苦,是一种安全、可靠、无副作用的行为疗法,也是国际医疗领域公认的治疗儿童多动症、抽动-秽语综合症等行为发育疾病的最有效的治疗方法,获得美国精神病学会及国内众多知名专家学者的认可和论文文献支持。[img]http://www.yc123.com/forum.php?mod=image&aid=789551&size=300x300&key=0376a4d5e8749fdd&nocache=yes&type=fixnone[/img][img]http://www.yc123.com/forum.php?mod=image&aid=789552&size=300x300&key=40e1a4e83d5c4583&nocache=yes&type=fixnone[/img]   润之杰大脑生物反馈治疗仪是通过EEG传感器,采集和放大由脑细胞产生的微弱电信号,通过系统进行信号放大、记录和分析,并给出一个或多个反馈信号,通过脑电生物的反馈对人体特定的脑电活动进行训练,从而达到针对性治疗如儿童多动症、抽动症、注意力不集中等行为发育疾病的目的。与一般生物反馈不同的是本仪器的最终效应器官不是血管或内脏,而是大脑活动自身,经过治疗,调整大脑的功能,是一种安全、可靠、无副作用的行为疗法。

  • 【分享】激光测距仪测量原理

    【分享】激光测距仪测量原理

    激光测距是光波测距中的一种测距方式,如果光以速度c在空气中传播在A、B两点间往返一次所需时间为t,则A、B两点间距离D可用下列表示。 D=ct/2 式中:D——测站点A、B两点间距离; c——光在大气中传播的速度; t——光往返A、B一次所需的时间。 由上式可知,要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t,根据测量时间方法的不同,激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。 相位式激光测距仪相位式激光测距仪是用无线电波段的频率,对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟,再根据调制光的波长,换算此相位延迟所代表的距离。即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间,如图所示。相位式激光测距仪一般应用在精密测距中。由于其精度高,一般为毫米级,为了有效的反射信号,并使测定的目标限制在与仪器精度相称的某一特定点上,对这种测距仪都配置了被称为合作目标的反射镜。若调制光角频率为ω,在待测量距离D上往返一次产生的相位延迟为φ,则对应时间t 可表示为:t=φ/ω将此关系代入(3-6)式距离D可表示为 D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ) =c/4f (N+ΔN)=U(N+) 式中:φ——信号往返测线一次产生的总的相位延迟。 ω——调制信号的角频率,ω=2πf。 U——单位长度,数值等于1/4调制波长 N——测线所包含调制半波长个数。 Δφ——信号往返测线一次产生相位延迟不足π部分。 ΔN——测线所包含调制波不足半波长的小数部分。 ΔN=φ/ω 在给定调制和标准大气条件下,频率c/(4πf)是一个常数,此时距离的测量变成了测线所包含半波长个数的测量和不足半波长的小数部分的测量即测N或φ,由于近代精密机械加工技术和无线电测相技术的发展,已使φ的测量达到很高的精度。 为了测得不足π的相角φ,可以通过不同的方法来进行测量,通常应用最多的是延迟测相和数字测相,目前短程激光测距仪均采用数字测相原理来求得φ。 由上所述一般情况下相位式激光测距仪使用连续发射带调制信号的激光束,为了获得测距高精度还需配置合作目标,而目前推出的手持式激光测距仪是脉冲式激光测距仪中又一新型测距仪,它不仅体积小、重量轻,还采用数字测相脉冲展宽细分技术,无需合作目标即可达到毫米级精度,测程已经超过100m,且能快速准确地直接显示距离。是短程精度精密工程测量、房屋建筑面积测量中最新型的长度计量标准器具,宏诚科技的CEM手持式激光测距仪LDM-100就是测量的最佳助手。 手持式激光测距仪使用注意事项 [font=Times New Rom

  • ‘有奖问答’选择题:目前科学技术无法断定治疗仪与头疼之间的关系。以下哪种观点正确( )

    [b]‘有奖问答’选择题’顾客小王买了[font=宋体][color=#6D6D6D]治疗腰肌劳损的频谱治疗仪,用后腰肌劳损大大减轻,但却患上了头疼症,[b]小王私下[/b]询问了这种治疗仪的其他用户,很多人都有类似反应。[b]小王收集完口供后[/b]向厂家索赔。生产厂家对此十分重视,专门找第三方权威机构作了鉴定;结论是:目前科学技术无法断定治疗仪与头疼之间的关系。以下哪种观点正确( )A.本着公平,负责的原则,厂家应予适当赔偿B.因出现不良反应的用户众多,应将争议搁置,待科技发展到能够作出明确结论时再处理C.该治疗仪的功能是治疗腰肌劳损,该功能完全具备,至于其他副作用是治疗中不可避免的,该厂可不负责任D.由于治疗仪投入流通时的科学技术水平不能发现缺陷的存在,厂家不承担赔偿责任[/color][/font][/b]

  • 【求助】怎样针对脉冲信号测量发光光谱??

    [size=4]我的实验过程中,样品需要用一个连续激光和一个脉冲激光同时辐照,测量其发光光谱,因为脉冲激光的强度相对较弱,因此为了得到比较好的光谱信号,我想测量样品的发光光谱时,只对脉冲激光的那个时间段测量。我用的脉冲激光的长度大概几个纳秒,如果能在这个范围,或者几百纳秒的范围内记录光谱就会得到比较好的信号,也就是说和光谱的测量和脉冲激光的脉冲同时进行。我现在有一个oceanoptics的HR4000光纤光谱仪,有什么办法可以实现我想要的测量要求哪??[/size]

  • 大脑生物反馈治疗原理

    [color=#333333] “反馈”这一概念为许多学科所使用,心理学上是指对自己行为结果的了解。神经学上是指大脑中枢根据来自神经末稍感受器的传入冲动,调整身体运动器官的活动与动作。机械、电子系统中,指连接输入和输出以调节机器运转的一种自动化手段。[/color][color=#333333][/color][color=#333333] 人对一切身体过程和活动的调节之所以成为可能,是由于无数复杂的反馈回路的相互作用。例如,温度变化时引起的出汗反应;身体受伤时或不舒适时引起的痛反应;光线加强、减弱时瞳孔的调节。这些都是反馈过程。也有不少生理过程,变化缓慢或生物电反应微弱,不能被我们直接觉察到。生物反馈技术就是为了解决这个问题而在本世纪60年代发展起来的一门学科和医疗技术。[/color][color=#333333] Schwartz教授在综合以往各种不同的定义之后,对生物反馈提出了一个较为完整定义:生物反馈是采用一系列的治疗步骤,利用电子仪器准确测定神经-肌肉和自主神经系统的正常和异常活动状况,并把这些信息有选择地放大成视觉和听觉信号,然后反馈给受试者。专业人员的目的是帮助受试者逐步了解原来并不为他(她)自己所感知的机体状况的变化过程,通过学习与控制仪器所提供的外部反馈信号,从而学会自我调节内部心理生理变化,达到治疗和预防特定疾病的目的。[/color][color=#333333] 生物反馈治疗技术从上世纪60年代至今,经久不衰,特别是上世纪末以来发展非常迅速。目前已有多种仪器,分别或是组合同步显示人体的脑电波形、肌电水平、皮肤电阻、脉管容积、心率、血压、皮温等生物信息。朗特(Rant )最早用脑电生物反馈疗法治疗癫痫;卡米亚(Kamlya)曾用脑电生物反馈仪治疗高血压、心律不齐、溃疡病、紧张性头痛、支气管哮喘、焦虑症等,还有用来减轻疼痛、调节心情等。近些年来,我国许多地方也开展了生物反馈治疗。据国内外报道,疗效都比较好。[/color][color=#333333][/color][color=#333333]由于此疗法训练目的明确、直观有效、指标精确,而且无任何痛苦和副作用,深受患者欢迎。据国内有关报道证实:生物反馈疗法对多种与社会心理应激有关的身心疾病都有较好的疗效。[/color][color=#333333] 利用脑波生物反馈治疗是利用生物反馈原理训练和调动自我调节功能,使紊乱的大脑机能恢复正常。改换或消除“有害的”动力规式,维护或恢复“有益的”动力规式可以产生内环境新的稳定,维持了新的稳太,这是大脑生物反馈治疗的目的。大脑生物反馈不同于普通的生物反馈,后者的最后作用目标不是大脑而是具体的躯体器官。[/color][color=#333333] 润之杰大脑生物反馈治疗仪的治疗原理是刺激信息引起感知觉进入大脑,经过大脑处理,传入电脑时经过特殊软件的同步处理,又进一步引发刺激信息的变化,再引发大脑的变化,如此循环往复,从而达到治疗疾病的目的。[/color]

  • 大脑生物反馈治疗原理

    [color=#333333] “反馈”这一概念为许多学科所使用,心理学上是指对自己行为结果的了解。神经学上是指大脑中枢根据来自神经末稍感受器的传入冲动,调整身体运动器官的活动与动作。机械、电子系统中,指连接输入和输出以调节机器运转的一种自动化手段。[/color][color=#333333][/color][color=#333333] 人对一切身体过程和活动的调节之所以成为可能,是由于无数复杂的反馈回路的相互作用。例如,温度变化时引起的出汗反应;身体受伤时或不舒适时引起的痛反应;光线加强、减弱时瞳孔的调节。这些都是反馈过程。也有不少生理过程,变化缓慢或生物电反应微弱,不能被我们直接觉察到。生物反馈技术就是为了解决这个问题而在本世纪60年代发展起来的一门学科和医疗技术。[/color][color=#333333] Schwartz教授在综合以往各种不同的定义之后,对生物反馈提出了一个较为完整定义:生物反馈是采用一系列的治疗步骤,利用电子仪器准确测定神经-肌肉和自主神经系统的正常和异常活动状况,并把这些信息有选择地放大成视觉和听觉信号,然后反馈给受试者。专业人员的目的是帮助受试者逐步了解原来并不为他(她)自己所感知的机体状况的变化过程,通过学习与控制仪器所提供的外部反馈信号,从而学会自我调节内部心理生理变化,达到治疗和预防特定疾病的目的。[/color][color=#333333] 生物反馈治疗技术从上世纪60年代至今,经久不衰,特别是上世纪末以来发展非常迅速。目前已有多种仪器,分别或是组合同步显示人体的脑电波形、肌电水平、皮肤电阻、脉管容积、心率、血压、皮温等生物信息。朗特(Rant )最早用脑电生物反馈疗法治疗癫痫;卡米亚(Kamlya)曾用脑电生物反馈仪治疗高血压、心律不齐、溃疡病、紧张性头痛、支气管哮喘、焦虑症等,还有用来减轻疼痛、调节心情等。近些年来,我国许多地方也开展了生物反馈治疗。据国内外报道,疗效都比较好。[/color][color=#333333][/color][color=#333333]由于此疗法训练目的明确、直观有效、指标精确,而且无任何痛苦和副作用,深受患者欢迎。据国内有关报道证实:生物反馈疗法对多种与社会心理应激有关的身心疾病都有较好的疗效。[/color][color=#333333] 利用脑波生物反馈治疗是利用生物反馈原理训练和调动自我调节功能,使紊乱的大脑机能恢复正常。改换或消除“有害的”动力规式,维护或恢复“有益的”动力规式可以产生内环境新的稳定,维持了新的稳太,这是大脑生物反馈治疗的目的。大脑生物反馈不同于普通的生物反馈,后者的最后作用目标不是大脑而是具体的躯体器官。[/color][color=#333333] 润之杰大脑生物反馈治疗仪的治疗原理是刺激信息引起感知觉进入大脑,经过大脑处理,传入电脑时经过特殊软件的同步处理,又进一步引发刺激信息的变化,再引发大脑的变化,如此循环往复,从而达到治疗疾病的目的。[/color]

  • 激光多价电离及其在质谱中的应用

    在医学领域,高价离子治疗癌症比传统的放射性在生理学上有很大的优越性。在材料学领域,高价离子注入制备纳米材料是一个非常前沿的科技,用其处理过的材料拥有良好的特性。此外,高价离子在印刷电路、半导体等方面也有应用。在分析化学领域,可以用质谱通过对高价离子的比值分析来确定纳米粒子的元素组成高价离子在做二次离子源方面也有非常大的潜力,因此寻找稳定高价离子来源,对质谱应用领域的拓宽具有重要的意义。人们很早就发现,强激光场与团簇相互作用时能够产生高价离子的现象。随着超短激光脉冲放大技术的发展,强激光与团簇的相互作用已成为一个重要的研究领域。在强激光场作用下团簇能够产生高价离子及高能电子,已出现了很多理论和模型解释这种现象。虽然关于理论研究的比较多,但有关激光电离团簇产生高价离子的应用报道很少。本研究将简单介绍一下激光高价离子的产生机制和在质谱领域中的应用及潜在应用。

  • 【转帖】从激光原理看六脉神剑的产生机制

    作者:swordmean 导师:金庸 专业:光电子 摘要:六脉神剑具有广阔的应用前景,本文从激光原理出发,论证了生物激光的可行性及实现的办法,在人类进化事业中,具有十分重大的意义。 背景:与传统的武功,如降龙十八掌,九阳真经等相比,六脉神剑是一种威力极强的武功,具有操作简单,响应时间快,杀伤力大(功率密度大),效率高, 使用范围远等优点,因此为广大的武学名家所觊觎,但是由于大理段氏将这门武 功列为绝密档案,而且存在修炼困难等问题,六脉神剑的产生原理,始终是武林 中的一个谜,作者从事激光器理论研究多年,终于凭借两条基本假设,解决了生 物激光产生中的若干困难问题。并提出了一种快速修炼六脉神剑的方法,本文的 发表,具有划时代的意义。 从激光原理看六脉神剑的产生机制 公理1:真气是一种类似于等离子体的物质形态 公理2:真气和激光都可以在经脉中传输 六脉神剑其实是一种小功率的生物激光武器,这从六脉神剑的效果上可以看出来,但是,这种生物激光,还存在很多亟待解决的问题,如传输损耗过大,非基模激射等缺点,这大大影响六脉神剑的威力。从激光原理看,激光的激射需要两个条件:粒子数反转和谐振腔的形成。我们先研究六脉神剑产生粒子数反转的原理,因为在丹田中,存在大量的真气,一般来说,这些真气以等离子体的形式存在,但是对于武学名家,可以通过修炼,将这些等离子体,积累并释放出来,一般来说,释放的速度越快,能量越高,则武功的威力也越大,降龙十八掌就是通过长时间的积累,将这些真气积累至顶峰时释放出来,因此产生出巨大的功率密度。而九阳神功,则是指导如何提高这种等离子态的真气的容量和衰减时间的方法。 如果在丹田内产生某种势场,导致大量的等离子的原子结构发生变化,就可能使这些基态的等离子体转化为激发态,再通过跃迁释放出光能,因此,从原理上说,六脉神剑与其他的武功是截然不同的。导致基态原子激发的势场,是由等离子体分布不同而产生的磁场,导致等离子体激发的这种势场,在激光原理中,这被称为泵浦。一般的武功,恰好忽略了这种非均匀势场的作用。通过泵浦,我们就实现了粒子数反转,在大量的粒子数反转的条件下,就可能产生激光。 下面我们再看谐振腔的形成,这与真气的运行路线有密切的关系,鉴于以上讨论的粒子数反转条件只能在丹田内完成,这种生物激光器的谐振腔也在丹田内, 同样可以通过控制周围势场的形状来限制跃迁产生的光在丹田中的分布,而光场 的分布,影响了激光的质量,决定了激光器是单模激射和多模激射,有经验的精 通六脉神剑的天龙寺长老,能够同时控制多个激射波长,但是由于多模激射的势 场太过于复杂,难于控制,大部分人,如枯容大师,段正明等,只能单波长激射,由于传输问题,这种单模激光很容易发散,若以这种发散的激光输出,就只能练成一指。段誉能够练成六脉神剑的主要原因,完全是因为北冥神功这种奇异的武功的出现,首先,通过北冥神功积累了大量的真气,因此,为粒子数反转提供了强大的泵浦,大大提高了粒子反转数密度。其次,北冥神功本来就是吸取别人的内力,因此,它的势场分布,与一般的武功完全不同,恰好符合谐振腔的谐振条件,不需要像其他人那样通过外力来强行控制真气场的形状,因此,段誉可以轻而易举的练成六脉神剑,但是,这种北冥神功的真气场 ,和真正的谐振腔条件,还是具有一定的差别,因此,段誉的这种激光激射,并不是时时都能够产生,需要一定的矫正,可惜的是,能够同时知道北冥神功和六脉神剑的,世间上唯有段誉一人,而段誉是看图学成的,又对二者的关系完全不明白,因此,段誉的六脉神剑具有很大的限制性,这一点,就算是帮助段誉研究过的萧峰,也不明白,因为他不知道六脉神剑真正的输出是激光而不是真气。 从以上分析可以看出,谐振腔的形成和粒子数反转,也是六脉神剑这种生物激光的基本原理,从这个原理来看,除了北冥神功外,吸星大法和明玉神功,也有类似的作用。 下面再讨论激光在人体中的传输和激射过程。从一般的武功来看,真气传输的通道是经脉,六脉神剑的光传输也是这样的,提供真气运行通道的经脉,同时也是激光传输的光波导,否则,以北冥神功这种强大的泵浦产生的激光,早就对人体产生了伤害。在这里,我们假设经络实际上是一个类似于光纤的波导。从后面的论证中可以看出,这个假设是正确的。由于光波导的截至频率为0,因此,也适合于一般真气的传输,而在传输中一般真气没有发生泄漏,是因为外层波导的禁带宽度大,对传输中的真气构成了势垒,因此,除了少量的真气通过隧穿逸出外,大量的真气都可以达到终点。 由于经络既是真气传输的通道,又是光波导,从这个意义上,这一段波导不仅仅是光传输的通道,而且是一段光纤放大器,光在经络中传输的同时。还能获得增益,这就大大提高了输出光功率,我们可以把这一段光波导近似成EDFA,由 理论计算可知,若增益越大,EDFA的长度越长,所获得的增益就越大。 也许会有人怀疑六脉神剑是生物激光的真实性,因为真正的单模激光器的光传输距离是很长的,而六脉神剑就要差一点,这一点前面实际上已经提到过。六脉神剑其实是一种小功率的生物激光武器,这从六脉神剑的效果上可以看出来,但是,这种生物激光,还存在很多亟待解决的问题,如传输损耗过大,非基模激射等缺点,这大大影响六脉神剑的威力。由于一般的泵浦是依靠改变磁场分布来形成的,因此难于获得较大的泵浦,就算是北冥神功,因为势场分布和谐振腔条件的微小差异,也会导致输出功率的大大下降,但是我们有理由相信,通过理论计算,我们可以使北冥神功的真气场完全符合谐振腔条件,这时的六脉神剑, 威力将以数倍的提高。 其次,从大理段氏的六脉神剑来看,都是从手指上发出,他们对激光原理的了解还不是很深入,因此输出的激光,都不是基模激射,从激光原理可知,高阶模的激光光斑面积大,但是功率密度,强度等,都要比基模激光要差,因此,六脉神剑还有改进的余地。 再次:空气对激光的损耗是十分大的,由于散射,吸收等作用,空气对激光的损耗非常大,而且从实验结果来看,六脉神剑的输出激光波长,极有可能在紫外光波段,并不是在空气的损耗系数最小的范围内,再加上非基模激射,因此段誉的六脉神剑,威力远远比理论值要低。 针对以上的分析,我提出的快速修炼六脉神剑的方法有两种: 1.先修北冥神功,吸星大法或明玉功,推荐北冥神功。 2.首先通过理论计算和实验分析,通过ansys模拟出丹田中的真气场分布,在再加以修炼另外,六脉神剑还有许多需要改进的地方,如选择合适的波长,实现纯基模输出,降低输出损耗和阈值真气密度等,有兴趣的读者可以自行分析。 总结:六脉神剑其实是一种人体内的一种生物激光器,随着对真气性能的深入研究,我们相信,我们最终会在广大的中国人民身上普及,将来的战争,将不 再是以科技取胜,决定战争胜负的最重要的因素,将会是参战的人数,我们有理 由相信,中国将会是世界上最强大的国家。最后,希望这种生物激光器,能够最 快的应用到 PLA中去,这将对台湾当局产生强大的威慑力,为和平解决台湾问题 带来新的希望。 参考文献: 天龙八部--三联出版社(盗版) 激光原理--清华大学电子工程系 集成光电子和生物电子学导论--清华大学电子工程系

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