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激光隧道断面仪的测量原理

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  • 【分享】宏观量子隧道效应

    【分享】宏观量子隧道效应

    隧道效应目录 定义 概述 原理 发现者 用途 隧道二极管 隧道巨磁电阻效应 宏观量子隧道效应     隧道效应   tunnel effect编辑本段定义  由微观粒子波动性所确定的量子效应。又称势垒贯穿 。考虑粒子运动遇到一个高于粒子能量的势垒,按照经典力学,粒子是不可能越过势垒的;按照量子力学可以解出除了在势垒处的反射外,还有透过势垒的波函数,这表明在势垒的另一边,粒子具有一定的概率,粒子贯穿势垒。理论计算表明,对于能量为几电子伏的电子,方势垒的能量也是几电子伏 ,当势垒宽度为1埃时 , 粒子的透射概率达零点几 ;而当势垒宽度为10时,粒子透射概率减小到10-10 ,已微乎其微。可见隧道效应是一种微观世界的量子效应,对于宏观现象,实际上不可能发生。  在势垒一边平动的粒子,当动能小于势垒高度时,按经典力学,粒子是不可能穿过势垒的。对于微观粒子,量子力学却证明它仍有一定的概率穿过势垒,实际也正是如此,这种现象称为隧道效应。对于谐振子,按经典力学,由核间距所决定的位能决不可能超过总能量。量子力学却证明这种核间距仍有一定的概率存在,此现象也是一种隧道效应。   隧道效应是理解许多自然现象的基础。编辑本段概述  在两层金属导体之间夹一薄绝缘层,就构成一个电子的隧道结。实验发现电子可以通过隧道结,即电子可以穿过绝缘层,这便是隧道效应。使电子从金属中逸出需要逸出功,这说明金属中电子势能比空气或绝缘层中低.于是电子隧道结对电子的作用可用一个势垒来表示,为了简化运算,把势垒简化成一个一维方势垒。   所谓隧道效应,是指在两片金属间夹有极薄的绝缘层(厚度大约为1nm(10-6mm),如氧化薄膜),当两端施加势能形成势垒V时,导体中有动能E的部分微粒子在E<V的条件下,可以从绝缘层一侧通过势垒V而达到另一侧的物理现象。   产生隧道效应的原因是电子的波动性。按照量子力学原理,有能量(动能)E的电子波长=(其中,——普朗克常数;——电子质量;E——电子的动能),在势垒V前:若E>V,它进入势垒V区时,将波长改变为λ′=;若E<V时,虽不能形成有一定波长的波动,但电子仍能进入V区的一定深度。当该势垒区很窄时,即使是动能E小于势垒V,也会有一部分电子穿透V区而自身动能E不变。换言之,在E<V时,电子入射势垒就一定有反射电子波存在,但也有透射波存在。编辑本段原理  经典物理学认为,物体越过势垒,有一阈值能量;粒子能量小于此能量则不能越过,大于此能量则可以越过。例如骑自行车过小坡,先用力骑,如果坡很低,不蹬自行车也能靠惯性过去。如果坡很高,不蹬自行车,车到一半就停住,然后退回去。  量子力学则认为,即使粒子能量小于阈值能量,很多粒子冲向势垒,一部分粒子反弹,还会有一些粒子能过去,好像有一个隧道,故名隧道效应(quantum tunneling)。可见,宏观上的确定性在微观上往往就具有不确定性。虽然在通常的情况下,隧道效应并不影响经典的宏观效应,因为隧穿几率极小,但在某些特丁的条件下宏观的隧道效应也会出现。编辑本段发现者  1957年,受雇于索尼公司的江崎玲於奈(Leo Esaki,1940~)在改良高频晶体管2T7的过程中发现,当增加PN结两端的电压时电流反而减少,江崎玲於奈将这种反常的负电阻现象解释为隧道效应。此后,江崎利用这一效应制成了隧道二极管(也称江崎二极管)。 1960年,美裔挪威籍科学家加埃沃(Ivan Giaever,1929~)通过实验证明了在超导体隧道结中存在单电子隧道效应。在此之前的1956年出现的“库珀对”及BCS理论被公认为是对超导现象的完美解释,单电子隧道效应无疑是对超导理论的一个重要补充。 1962年,年仅20岁的英国剑桥大学实验物理学研究生约瑟夫森(Brian David Josephson,1940~)预言,当两个超导体之间设置一个绝缘薄层构成SIS(Superconductor-Insulator- Superconductor)时,电子可以穿过绝缘体从一个超导体到达另一个超导体。约瑟夫森的这一预言不久就为P.W.安德森和J.M.罗厄耳的实验观测所证实——电子对通过两块超导金属间的薄绝缘层(厚度约为10埃)时发生了隧道效应,于是称之为“约瑟夫森效应”。 宏观量子隧道效应确立了微电子器件进一步微型化的极限,当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应。例如,在制造半导体集成电路时,当电路的尺寸接近电子波长时,电子就通过隧道效应而穿透绝缘层,使器件无法正常工作。因此,宏观量子隧道效应已成为微电子学、光电子学中的重要理论。编辑本段用途  隧道效应本质上是量子跃迁,电子迅速穿越势垒。隧道效应有很多用途。如制成分辨力为0.1nm(1A)量级的扫描隧道显微镜,可以观察到Si的(111)面上的大元胞。但它适用于半导体样品的观察,不适于绝缘体样品的观测。在扫描隧道显微镜(STM)的启发下,1986年开发了原子力显微镜(AFM),其工作原理如图5所示。利用金刚石针尖制成以SiO2膜或Si3N4膜悬臂梁(其横向截面尺寸为100μm×1μm,弹性系数为0.1~1N/m),梁上有激光镜面反射镜。当针尖金刚石的原子与样品的表面原子间距离足够小时,原子间的相互作用力使悬臂梁在垂直表面方向上产生位移偏转,使入射激光的反射光束发生偏转,被光电位移传感器灵敏地探测出来。原子力显微镜对导体和绝缘体样品都适用,且其分辨力达到0.01mm(0.1A),可以测出原子间的微作用力,实现原子级表面观测。  [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191651_624047_1602049_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/200811517289_01_1602049_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2008115172816_01_1602049_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2008115172825_01_1602049_3.jpg[/img]

  • 扫描隧道显微镜STM工作原理

    [b]分析原理:[/b]隧道电流强度对针尖和样品之间的距离有着指数依赖关系,根据隧道电流的变化,我们可以得到样品表面微小的起伏变化信息,如果同时对x-y方向进行扫描,就可以直接得到三维的样品表面形貌图,这就是扫描隧道显微镜的工作原理。[b]谱图的表示方法:[/b]探针随样品表面形貌变化而引起隧道电流的波动[b]提供的信息:[/b]软件处理后可输出三维的样品表面形貌图

  • 【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。

  • 【转帖】美科学家新技术让扫描隧道显微镜变快100倍

    据国外媒体报道,来自美国康奈尔大学和波士顿大学的科学家近日称,他们最近开发出一种新技术,能够让扫描隧道显微镜(STM)成像速度加快100倍,可以清晰地观测到原子的细微变化情况。  这是一个简单的改动,其原理基于目前在纳米电子学中应用的一种测量方法,却使得扫描隧道显微镜(STM)拥有了新的能力--包括感应单个原子大小的小点的温度,以及探测精确到0.00000000000001米(这是比原子直径小3万分之一的距离)的微型变化。扫描隧道显微镜是根据量子力学中的隧道效应原理,通过探测固体表面原子中电子的隧道电流来分辨固体表面形貌的新型显微装置。1981年,世界上第一台具有原子分辨率的扫描隧道显微镜诞生后,人类实现了从半导体技术到纳米电子学等许多领域的重大发现。  然而,由于电流可以在十亿分之一秒中发生变化,因此扫描隧道显微镜的测量速度极其缓慢。而且限制因素并不仅仅在于信号方面,还在于信号分析中涉及的基本电子学。理论上,扫描隧道显微镜可以跟电子通过隧道一样迅速地收集数据——以一千兆赫的速率(每秒10亿周波)。然而,典型扫描隧道显微镜的运行速度常常因电线中的电容或储能电容器的限制而减慢至1千赫(每秒1000周波),而这些电线正是其读出电路系统的组成部分。  为此,研究人员们曾尝试过许多复杂的补救方法。康奈尔大学物理学副教授舒瓦布表示,不料最后的解决方法竟是惊人的简单。研究人员表示,通过增加一个额外的射频波源,并通过一个简单的网络向扫描隧道显微镜发送一个波,然后就可以依据返回至射频波源的波的特点,探测隧道接口(即探针和固体表面之间的距离)的电阻。这项技术被称为反射计,它使用标准的电线作为高频波的通道,这种高频波不会受电线电容的限制而减速。  该装置还为原子分辨率温度测量法和运动探测法提供了可能,可以用来测量比原子小3万倍距离的运动。舒瓦布说:“频率的基本极限与人们的操作之间有6个量级。有了射频配合,速度就可以增加100到1000倍,希望能或多或少得到些视频图像。有了这个技术,我们就可以用扫描隧道显微镜来进行许多物理实验。我坚信,10年后将出现一大批射频-扫描隧道显微镜,被用来进行各种各样的实验。”(

  • ◆急求助◆:关于激光衍射原理测量粒度,有谁知道它的原理。

    关于激光衍射原理测量粒度,有谁知道它的原理。我是大四的学生。现在正在做毕业设计,老师让我自己做一个用激光衍射原理测量粒度的仪器,所有的资料和文献都让我自己查,可我从来都没有接触过这方面的知识,怎么能自己把他做出来呢!这方面的东西我也没找到多少。有那位高手可以指点一下阿?给我介绍一些参考书和文献生么的,我在这里感激不尽啊!老师是让我自己把这个东西做出来,然后用它来测量发动机中喷油嘴喷出的油滴的大小的。我在这里先谢谢各位了! 我邮箱 canvi@126.com QQ 36275860

  • 【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

  • 扫描隧道显微镜的简介

    扫描隧道显微镜的简介自1993年Ruska和Knoll等人在柏林制成第一台电子显微镜后,已有许多用于表面结构分析的现代仪器问世.1982年,国际商业机器公司苏黎世实验室的Gerd Bining博士和Heinrich Rohrer博士及其同事们,研制成功了世界第一台新型表面分析仪器--扫描隧道显微镜(Scanning Twnneling Microscope,以下简称STM).它的出现,使人类能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理、化学性质,在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着广阔的应用前景,被国际科学界公认为80年代世界十大科技成就之一.1986年为表彰STM的发明者,授予他们诺贝尔物理学奖.STM的基本原理是利用量子力学里的隧道效应。原理图可以简单的描述如下:探针与样品不接触,它们之间有一个势垒,因为有隧道效应,电子有一定几率穿过势垒形成电流。探针与样品之间的距离远,势垒就大,隧道电流就小,电流的大小转化为空间尺度,利用电脑分析就可以得到样品表面的图像。扫描探针一般采用直径小于1nm的细金属丝,被观测样品应具有一定导电性方可产生隧道电流.1 隧道效应理论及有关概念1.1 隧道效应理论  在量子力学中,隧道效应是粒子波动性的直接结果.当一个粒子进入一个势   垒中,势垒势能比粒子动能大时,粒子越过壁垒区出现在势垒另一边的几率为P.设Φ为矩形势垒的高度,E为粒子动能,该粒子穿透厚度为z的势垒区几率P为      P∝e-λkz. (1)其中 ,m为粒子的质量.  基于Bardeen隧道电流理论,隧道电流公式为    I=(e/h)∑f(Eμ),(2)其中f(E)是费米分布函数;U是所加偏压;Mμ,ν是探针的Ψμ态与表面Ψν态间的隧道矩阵元;Eμ是无隧穿情况下Ψμ的能量.Bardeen给出了计算矩阵元Mμ,ν的表达式:   Mμ,ν=(h2/8mπ2)∫dS(Ψμ*Ψν-ΨνΨμ*). (3)1.2 针尖-样品表面作用模型对针尖的微观结构目前并不清楚,在这里我们采用Tersoff等人的处理方法,即将针尖的最接近样品出定义为局部球形势阱,如下图:R是针尖的局部曲率半径。区域曲面中心在ro处,d是距样品表面最近的距离。在感兴趣的区域,针尖的波函数可取将近球形式,即     (4)其中 是探针体积,假设针尖的功函数Φ与样品表面的功函数相等。参数 由针尖的几何形貌、电子结构细节及针尖-真空边界条件决定。如果针尖与样品表面距离不是非常近,而偏压又很小时,隧道哈密顿方法可以用来描述这种隧穿过程.采用独立粒子模型,隧道电流I可近似表示为      I=(e/h)∫dEA(R,E,E+eU), (4) A(R,E,E′)=∫ΩΤdρ∫ΩΤdρ′UT(ρ)UT(ρ′)gS(ρ+R,ρ′+R,E)gT(ρ′,ρ,E′), (5)其中gS和gT是样品表面和针尖的格林函数的虚部,其表达式为      gS(r,r′;E)≌∑Ψμ(r)Ψμ*(r′)δ(E-Eμ),(6)      gT(r,r′;E)≌∑Ψν(r)Ψν*(r′)δ(E-Eν).(7)(5)式的积分遍及针尖的体积ΩΤ;ρ和ρ′是由固定点R处到针尖表面的极坐标;R表示针尖到样品表面的相对位置;U(ρ)表示针尖的势Ψμ;E(Ψμ,Eμ)为样品(针尖)的本征波函数及本征能量.

  • 激光干涉仪测量五轴机床平移轴直线度误差的应用原理

    激光干涉仪测量五轴机床平移轴直线度误差的应用原理

    激光干涉仪具有测量精度高、测量范围大、测量速度快、最高测速下分辨率高等优点,结合不同的光学镜组,可实现线性测长、角度、直线度、垂直度、平行度、平面度等几何参量的高精度测量。在SJ6000激光干涉仪动态测量软件配合下,可实现线性位移、角度和直线度的动态测量与性能检测,以及进行位移、速度、加速度、振幅与频率的动态分析,如振动分析、丝杆导轨的动态特性分析、驱动系统的响应特性分析等。[align=center][img=,578,450]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/11/201911201754505855_5264_3712_3.jpg!w578x450.jpg[/img][/align]  激光干涉仪最典型的应用就是测量机床精度,本文讲解如何使用激光干涉仪测量五轴机床平移轴直线度误差。  对于平移轴而言,每根轴均有两个直线度误差,因此三根轴有六个直线度误差,均可采用激光干涉仪分别测得。  原理:带有圆孔的是直线度干涉镜,其与待测轴相连一同运动;长条镜是直线度反射镜静止安装,其是对称结构,上下左右均对称。当一束激光从源头发出射入干涉镜,干涉镜将光束分成两束,形成一个很小的角度分别去往反射镜,由于反射镜上下对称,因此两束光被反射后又回到干涉镜,汇合成一股光束,去往激光头的探测器。当运动轴产生直线度误差时,会使得干涉镜相对于反射镜在水平横向方向发生相对运动,而反射镜是左右对称的(左右的镜片不在同一平面,有一定的角度),因此会使得两束分开的光束光程具有差别,根据此差别,即可测得运动轴产生的直线度误差。[align=center][img=,678,333]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/11/201911201755021895_7221_3712_3.jpg!w678x333.jpg[/img][/align][align=center]▲ 直线度测量的光路原理构建图[/align][align=center][img=,678,367]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/11/201911201755111914_6482_3712_3.jpg!w678x367.jpg[/img][/align][align=center]▲ 运动轴的横向直线度测量示意图[/align][align=center][img=,678,367]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/11/201911201755345695_9383_3712_3.jpg!w678x367.jpg[/img][/align][align=center]▲ 运动轴的纵向直线度测量示意图[/align]  根据直线度误差测量原理可知,测量过程中不可避免的会引入斜率误差。该误差是由于测量直线度反射镜的光学轴线最初与待测轴不平行,为调整平行而引起的。如图 所示,A 为干涉镜和反射镜的距离,B 为激光头到干涉镜的距离(其中干涉镜是固定在运动轴上的)。在一开始,反射镜的光学轴线处于旋转前的位置,而由于机床运动轴与其之间存在的夹角θ,[img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910173125514.jpg[/img][align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910177031118.png[/img][/align]  因为斜率误差是稳定误差,因此可以采取上述的公式将其从直线度测量结果中分离出来,亦可以采用两端法拟合或者最小二乘法拟合将其分离出去。  两端法拟合:即是将所有采集来的数据第一点和最后一点相连决定一直线,再将所有采集来的数据去除掉拟合的直线信息,由此得出的残值即为直线度误差。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910170000002.png[/img][/align]最小二乘法拟合:将采集回来的所有数据通过最小化误差的平方和方式来寻找数据的最佳函数匹配,而后将采集值与匹配函数对应值相比较,剩余的残值即为直线度误差。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910171562522.png[/img][/align]附:SJ6000激光干涉仪直线度测量精度。[table][tr][td][align=center]轴向量程[/align][/td][td][align=center]测量范围[/align][/td][td][align=center]测量精度[/align][/td][td][align=center]分辨力[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]短距离[/align][/td][td][align=center](0.1~4.0)m[/align][/td][td][align=center]±3mm[/align][/td][td][align=center]±(0.5+0.25%R+0.15M[size=12px]2[/size]) μm[/align][/td][td][align=center]0.01μm[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]长距离[/align][/td][td][align=center](1.0~20.0)m[/align][/td][td][align=center]±3mm[/align][/td][td][align=center]±(5.0+2.5%R+0.015M[size=12px]2[/size]) μm[/align][/td][td][align=center]0.1μm[/align][/td][/tr][tr][td=5,1]注:R为显示值,单位:μm;M为测量距离,单位:m[/td][/tr][/table]

  • 火车进隧道

    火车进隧道,一片黑暗,只听一声亲吻,接着一记耳光。火车出了隧道,四个不相识的人都没吱声,唯有A男的眼圈发青。老太婆想:“小姑娘人美心也美。”姑娘想:“奇怪,A亲老太婆也不亲我。”A想:“B真狡猾,偷着亲嘴我却挨揍!”B想:“我吻了自己手背,又打了A一耳光,没有人发现。”

  • 激光粒度仪测量原理及应用选型

    [align=center][size=18px][b]激光粒度仪测量原理及应用选型[/b][/size][/align][align=center][size=14px]会议时间[/size][size=14px]:[/size][size=14px]2020年[/size][size=14px]5[/size][size=14px]月[/size][size=14px]21[/size][size=14px]日1[/size][size=14px]4[/size][size=14px]:00[/size][/align][size=16px][b]内容[/b][/size][size=16px][b]介绍:[/b][/size]主要内容:1.颗粒相关样品的多种特性及表征方法;2.激光粒度仪的测量原理;3.如何根据质控的需要选择合适的测量仪器、测试方法;4.激光粒度仪的新发展趋势。[size=16px][b]讲师[/b][/size][size=16px][b]介绍:[/b][/size][size=14px][b]沈兴志[/b][/size][size=14px][b]:[/b][/size][size=14px]于2004年毕业于武汉大学,珠海欧美克仪器有限公司销售应用经理,中国颗粒学会青年理事会理事,主要从事粒度仪和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]在多种不同领域的测试应用解决方案研究、培训推广等方面工作。协助粒度测试需求者开发和优化合适的粒度测试方法,使粒度测试结果更可靠,粒度仪能真正为客户所用,发挥其最佳的功能。为近红外化学成份的定性定量预测需求者提供技术支持和化学计量学支持工作[/size][size=14px]。[/size]报名地址:[url]https://www.instrument.com.cn/webinar/meeting_13679.html[/url]

  • 【原创大赛】超快太赫兹-扫描隧道显微镜(THz-STM)—调控单原子隧道电流

    【原创大赛】超快太赫兹-扫描隧道显微镜(THz-STM)—调控单原子隧道电流

    原子级上电流的超快控制对纳米电子未来的创新至关重要。之前相关研究表明,将皮秒级太赫兹脉冲耦合到金属纳米结构可以实现纳米尺度上极度局部的瞬态电场。 近期,加拿大阿尔伯塔大学(University of Alberta)Frank A. Hegmann教授研究组在美国RHK Technology公司生产的商用超高真空扫描隧道显微镜(RHK-UHV-SPM 3000)系统上自主研发了太赫兹-扫描隧道显微镜(THz-STM),首次在超高真空中对Si(111)-(7×7)样品表面执行原子分辨率THz-STM测量,展示了超高真空中的THz-STM探索原子精度的超快非平衡隧道动力学的超强能力。[align=center][img=,500,264]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311403502131_145_981_3.jpg!w500x264.jpg[/img][/align][align=center]图1:利用THz-STM在超高真空中控制极端隧道电流[/align] 在图1(a)中可以看到,超快太赫兹(THz)脉冲通过反向视窗上的透镜(左侧)聚焦到超高真空(中间)的STM探针上,在隧道结(插图)处产生隧道电流。图1(c)中展示了耦合到STM针尖的太赫兹脉冲引发随时间变化的偏压(VTHz(t),红色实线),驱动超快太赫兹感应电流(ITHz(t),蓝色实线),从而产生整流的平均隧道电流。太赫兹脉冲极性(0°, 90°, 180°)可用于控制太赫兹脉冲引起的整流隧道电流,如图1(e)所示。电子从样品向尖端流动,产生负的太赫兹极性,从尖端到样品具有正的太赫兹极性。[align=center][img=,500,358]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311405019168_3214_981_3.jpg!w500x358.jpg[/img][/align][align=center]图2:Si(111)- (7×7)上的单个原子非平衡隧穿的超快控制[/align] 极限太赫兹脉冲驱动的隧道电流高达常规STM中稳态电流的107倍,实现了以0.3nm的空间分辨率对硅表面上的单个原子成像,由此确定在高电流水平下的超快太赫兹脉冲驱动隧道确实可以局域化为单一原子。此外,测试结果表明解释Si(111)-(7×7)上的太赫兹驱动的STM(TD-STM)图像的原子波纹(其中数百个电子在亚皮秒时间尺度内隧穿),需要理解非平衡充电动力学由硅表面的太赫兹脉冲引起。同时,单个原子的太赫兹驱动隧道电流的方向可以通过太赫兹脉冲电场的极性来控制。在太赫兹频率下,类金属Si(111)-(7×7)表面不能从体电子屏蔽电场,导致太赫兹隧道电导与稳态隧道电导基本机制的不同。很显然,这样一个极端的瞬态电流密度并不会影响所研究的单原子STM针尖或样品表面原子,如同在传统STM测试中具有如此大小隧道电流的Si(111)-(7×7)一样。[align=center][img=,500,214]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311405376531_6859_981_3.jpg!w500x214.jpg[/img][/align][align=center]图3:太赫兹感应电流中的热电子[/align] 在高太赫兹场中观察到了来自热电子的隧道电流的额外贡献。超快太赫兹诱导的带状弯曲和表面状态的非平衡充电打开了新的传导通路,使极端瞬态隧道电流在尖端和样品之间流动。半导体表面的THz-STM为原子尺度上的超快隧穿动力学提供了新的见解,这对于开发新型硅纳米电子学和以太赫兹频率工作的原子级器件至关重要。[b]参考文献:[/b]1. Tyler L. Cocker, Frank A. Hegmann et al. An ultrafast terahertz scanning tunneling microscope. Nature Photonics, 151(2013).2. Vedran Jelic, Frank A. Hegmann et al. Ultrafast terahertz control of extreme tunnel currents through single atoms on a silicon surface. Nature Physics, 4047(2017).

  • 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]

  • 何为激光粒度仪的测量下限

    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,散射光强度随散射角 θ 变化的空间分布函数,此函数也称为散射谱。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激光粒度仪。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限为 20nm,用绿光(波长为 532nm)时的测量极限为 10 nm。

  • 【转帖】光子隧道效应与近场光学显微镜

    【转帖】光子隧道效应与近场光学显微镜

    二十世纪七十年代末德裔物理学家葛.宾尼和他的导师海.罗雷尔在IBM公司设在瑞士苏黎士的实验室进行超导实验时,他们并没有把自己的有关超导隧道效应的研究与新型显微镜的发明联系到一起。但是真空中超导隧道谱的研究已经为他们今后发明扫描隧道显微镜准备了坚实的理论和实验基础。一次偶然的机会,他们读到了物理学家罗伯特杨撰写的一篇有关“形貌仪”的文章。这篇文章中有关驱动探针在样品表面扫描的方法使他们突发奇想:难道不能利用导体的隧道效应来探测物体表面并得到表面的形貌吗?以后的事实证明,这真是一个绝妙的想法。经过师生两人的不懈努力,1981年,世界上第一台具有原子分辨率的扫描隧道显微镜终于诞生了。 扫描隧道显微镜的英文名称是 ScanningTunneling Microscope,简称为STM。STM具有惊人的分辨本领,水平分辨率小于0.1纳米,垂直分辨率小于0.001纳米。一般来讲,物体在固态下原子之间的距离在零点一到零点几个纳米之间。在扫描隧道显微镜下,导电物质表面结构的原子、分子状态清晰可见。下图显示的是硅表面重构的原子照片,照片上,硅原子在高温重构时组成了美丽的图案。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/01/201001181030_197432_1601358_3.jpg[/img]根据量子力学理论的计算和科学实验的证明,当具有电位势差的两个导体之间的距离小到一定程度时,电子将存在一定的几率穿透两导体之间的势垒从一端向另一端跃迁。这种电子跃迁的现象在量子力学中被称为隧道效应,而跃迁形成的电流叫做隧道电流。之所以称为隧道,是指好象在导体之间的势垒中开了个电流隧道一样。隧道电流有一种特殊的性质,既对两导体之间的距离非常敏感,如果把距离减少0.1纳米,隧道电流就会增大一个数量级。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/01/201001181031_197435_1601358_3.jpg[/img]

  • 【转帖】打通时光隧道:霍金造“时间机器”!(一)

    [b]寻找穿越第四维的通道[/b] 大家好,我是斯蒂芬-霍金,是物理学家、宇宙学家及梦想家,尽管身体不能活动,只能通过电脑与大家交流,但从内心中我是自由的,自由地探索宇宙,思考以下重大问题:时间旅行是否可行?能否打开一个回到过去的通道,或找到通向未来的捷径?我们最终能否利用自然规律成为掌控时间的主人? 在科学界,时间旅行一度被认为是歪理学说。过去因为担心有人会把怪人的标签贴在自己身上,我对这个问题常常避而不谈。但现在,我不再那么谨小慎微了。事实上,我更像是建造了巨石阵的那些人。我对时间痴迷已久,如果有一台时间机器,我会去拜访风华正茂的玛丽莲-梦露,或是造访将望远镜转向宇宙的伽利略。或许,我还会走到宇宙的尽头,破解整个宇宙湮灭之谜。 为了让这一切从虚幻变成现实,我们应以物理学家的角度来重新审视时间——即第四维。这个问题没有听上去那么晦涩难懂。每个好学的孩子都知道,任何物体都以三维形式存在,包括坐在轮椅上的我。一切物体都有宽度、高度和长度。此外,还有一种长度——时间的长度。例如,虽然一个人可能活了80岁,但巨石阵的石头却数千年屹立不倒。太阳系的运行将持续数十亿年。 一切物体都有时间以及空间的长度。时间旅行意味着我们要经过第四维。要想搞明白这一点,我们可以想象正在从事一种日常活动,比如开车。开车沿直线行驶,是在一维中旅行。向左转或是向右转,则是二维旅行。驱车上下山路意味着又多增加了高度,所以是在三维空间内。那么我们怎样才能实现时间旅行?怎样才能发现穿越第四维的通道呢?[b]无处不在的“虫洞”[/b] 让我们暂时从科幻电影中寻找答案吧。在此类电影中,通常会有一台巨大而高能耗的时间机器,这台机器产生通往第四维的通道——“时光隧道”。时光旅行者——勇敢但可能有些鲁莽的人,做好我们大家所知道的准备,然后走进时光隧道,来到一个他们想要到达的时间里。这一概念可能有些牵强,事实可能与之存在着天壤之别,但该想法本身不是那么的疯狂。 物理学家们也在思考时光隧道,但我们的角度不同。我们想搞清过去或未来的通道是否存在于自然规律中?事实证明,我们认为确实是这样的。而且,我们还给它们起了一个名字:虫洞。其实,虫洞无处不在,只是因为太小,我们肉眼看不到罢了。虫洞非常小,存在于时空的隐蔽处和缝隙里。你或许认为这是一个难以理解的概念,请耐心听我继续解释吧。 任何物质都不是平整无暇和实心的,如果仔细观察,会发现它们上面都存在小孔和裂缝,这是一个基本的物理原理,同样适用于时间。即便是像台球一样的东西,上面也有裂缝、褶皱或空洞。现在容易说明这种情况也存在于第一个三维中。相信我,这一原理同样适用于第四维。时间也存在许多微小的裂缝、褶皱和空洞。在最小的刻度下——比分子甚至原子都小,我们来到一个称为量子泡沫(quantum foam)的地方,这是虫洞存在之处。 时空中的微小隧道或捷径不停地在这个量子世界中形成、消失和重新形成。它们可以连接两个隔离的空间以及两个不同的时间。不幸的是,现实生活中这种时光隧道非常狭小,即使发现了它们,我们也不能从这个缝隙穿过——可这正是“虫洞时间机器”概念的前进方向。部分科学家认为,或许有一天捕捉到一个虫洞,将它放大数万亿倍,令其足够的大,能让人甚至飞船进入。 如果我们拥有足够的能量和先进的技术,将来或许甚至能在太空中建造一个巨型虫洞。我并不是说一定可以做到,但如果真的有这种装置,那么确实很了不起。一端在地球的附近,另一端则在遥远的星球附近。从理论上讲,虫洞或时光隧道不仅仅能把我们带到别的星球。如果两端在同一个地方,且由时间而非距离分离,在遥远的过去,飞船就能在地球附近自由出入。或许恐龙会看到飞船登陆的场景。如今,我意识到以四维方式思考并不容易,虫洞是一个令你绞尽脑汁的概念。我一直想做一个简单的实验,揭示人类通过虫洞的时间旅行是否可行,或是现在,或是未来,我喜欢简单的实验和成功后的香槟酒。所以,我将自己最喜欢的两件事情结合起来,探讨时间旅行是否可行。让我们设想一下这样的场景,我参加一个为未来旅行者举办的欢迎宴会。 由于出现意外,我没有让别人知道,直至欢迎宴会结束以后。我写好了邀请函,注明了准确的时间和空间坐标。我希望它能以这样或那样的形式存在数千年。或许,未来一天有人会发现邀请函上的信息,利用虫洞时间机器回到我的宴会,证明时间旅行将来是可行的。 与此同时,时间旅行贵宾应该随时会降临,五个或一个。但就在我说话的工夫,仍没有人到来,真是惭愧。我希望至少未来的“环球小姐”能踏进这扇门。这项实验为何不奏效?一个原因可能是回到过去的时间旅行所存在的问题——我们称之为悖论,一个众所周知的问题。探讨悖论是一件很有趣的事情,最著名的悖论通常被称为“祖父悖论”。 我有一个新的简化版本——“疯狂科学家”悖论。我不喜欢一些电影中科学家被描述成疯狂的群体,但在这种情况下,确实如此。这个家伙决心建立一个悖论,即便付出生命代价在所不惜。可以想见,他是在建造虫洞——仅需一分钟就来到过去的时光隧道。通过虫洞,这位科学家可以看到他一分钟以前的自我。 如果这位科学家利用虫洞向以前的自我开枪,会发生什么事情?他现在已经一命呜呼。那又是谁开的枪呢?这便是一个悖论,听上去毫无意义。但这却是那种让宇宙学家做噩梦的状况。这种时间机器会违反整个宇宙所遵循的基本规则。我认为一切皆有可能。如果真是如此,那么就没有任何办法阻止整个宇宙陷入混乱。所以,我认为有些事情总会发生以阻止这种悖论。

  • 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。

  • 计量服务产业经典案例:“长城计量”助力港珠澳大桥海底隧道顺利对接

    [align=center][img=,477,244]http://www.zhaojiliang.cn/data/uploads/bdattachment/image/20181207/1544149698867821.gif[/img][/align][align=left][b]一、服务对象[/b][/align][align=left] 港珠澳大桥连接粤、港、澳三地,它的建成将极大地促进地区经济发展,提高地区综合竞争力。港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道(见图1、图2)是迄今为止规模最大的外海深埋沉管工程。沉管隧道工程全长5664m,两端与东西两座人工岛暗埋段相连。隧道由33个管节组成,标准管节长180米,宽37.95米,高11.4米,总重近八万吨,是目前世界范围内体量最大管节。其中,E9-E27段(超过3公里深水深槽段)沉管基槽开挖底标高约为-45m~-50m,基槽深度约为35m~40m,且深槽段与伶仃洋主航道交叉,海底地形和槽内流态异常复杂,类似外海环境下的深水深槽安装是世界范围内首次实施,对接精度控制难度和风险巨大。[/align][align=center][img=,600,156]http://www.zhaojiliang.cn/data/uploads/bdattachment/image/20181207/1544149744975960.jpg[/img][/align][align=center]图1 港珠澳大桥总体规划图[/align][align=left][b]二、服务措施[/b][/align][align=left] 国外已建跨海和海峡交通隧道安装作业的技术文献中未见有类似水下超低频运动监测系统的研究或应用资料,国内现已建成的海底隧道都属内陆跨江、跨河的浅埋沉管隧道,没有提出水下超低频运动的测量需求。[/align][align=center][img=,600,358]http://www.zhaojiliang.cn/data/uploads/bdattachment/image/20181207/1544149770309699.jpg[/img][/align][align=center]图 2 港珠澳大桥沉管隧道纵向布置图[/align][align=left] 为得到精确的实时对接监测方案,保证沉管过程万无一失,建设方在全球范围内寻找解决之道。荷兰某世界著名隧道沉管浮运、沉放及对接专业公司开价近1亿欧元,且只提供技术咨询服务,既不负责安装,也不提供设备。为满足港珠澳大桥岛隧工程沉管对接工程需求,建设方经天津港口研究院推荐与航空工业三○四所(以下简称“304”)取得联系,通过与多位院士、建筑设计大师、各相关学科专家组织评审,最终确定采用304所提出的基于惯性导航技术的“沉管管节姿态动态监测系统”方案。[/align][align=left] 工程依托304所在超低频振动和惯性计量测试领域的技术优势,运用动态测试与校准的理论方法,根据既得的海流、波浪、海水密度、缆力、风速等多个环境参数简化边界条件,对系泊状态的管节系统建立有限元模型,分析其固有模态,确定系统的动态响应频率范围;根据分析结果选择组成监测系统的各传感器,并通过国防最高计量标准装置校准其幅频和相频特性,筛选出满足测试要求的传感器;分析传感器测试原理,设计测量单元,组建测试系统,研发管节姿态解算方法,设计管节姿态自动监测系统软件,并将监测系统应用于E11-E33历次管节沉放对接过程中,监测管节实时运动状态,为沉放对接指挥决策提供实时数据。[/align][align=left] 该沉管管节姿态动态监测系统有效集成了超低频加速度传感器、光纤陀螺仪、数据采集及分析模块,解算加速度、角度、角速度、速度和位移,实时输出水下沉管的位移及姿态;采用多参数耦合解析技术获得高精度沉管运动姿态及位置,建立了适用于复杂工况的测量与数值分析模型,适用于水下工况条件复杂的环境,在23根超大沉管外海沉放对接施工过程中,该系统的位移测量准确度达到毫米级,满足了港珠澳隧道沉管水下高精度无人沉放对接的监测要求。[/align][align=left][b]三、服务成果[/b][/align][align=left] 水下沉管超低频运动监测系统在国内首次将惯性导航技术应用于超大沉管外海沉放对接施工作业(见图3),系统测量准确度高、监测自动化,提高了我国建设领域的信息化水平,填补了国内空白。该监测系统是由我国自主研制的外海海底隧道施工保障系统的组成部分,打破了国外行业技术垄断,为国家节省了大量外汇。[/align][align=center][img=,579,433]http://www.zhaojiliang.cn/data/uploads/bdattachment/image/20181207/1544149797228240.jpg[/img][/align][align=center][img=,315,237]http://www.zhaojiliang.cn/data/uploads/bdattachment/image/20181207/1544149797102269.jpg[/img][/align][align=center]图3 监测系统沉管现场安装及测量[/align][align=left][b]四、成果推广[/b][/align][align=left] 随着我国跨海工程的推进,未来可能考虑采用沉管隧道方案的有:深中通道、大连湾跨海交通工程、琼州海峡、渤海湾、台湾海峡等,该系统将产生更广泛的经济效益和社会效益。[/align]

  • 纳米隧道电穿孔仪重磅出击红方块科博会

    纳米隧道电穿孔仪重磅出击红方块科博会在中国科学仪器博览会(简称:红方块科博会)召开之际,美国俄亥俄州立大学科学家开发出一种名为“纳米隧道电穿孔”的新技术,或称为NEP,将同期在红方块科博会上展出。 在红方块科博会中获悉长期以来,在进行基因治疗时,人们对插入细胞的药剂数量无法控制,因为人体绝大部分细胞都太小,最小的针头也无能为力。而NEP让我们能研究药剂和其他生物分子是怎样影响了细胞的生物和基因路径的,现有其他技术都无法达到这么细微的水平。展会中该校化学与生物分子工程教授詹姆斯·李说。科学家们用这种方法,将定量的抗癌基因成功插入到白血病细胞中并杀死了它们。 在红方块科博会中了解到,研究人员用聚合物压制成一种电子设备样机,用DNA(脱氧核糖核酸)单链作为模板来构建纳米隧道。詹姆斯·李发明了一种使DNA链解旋的技术,并使其按照需要形成精确结构。他们给DNA链涂上一层金涂层并加以拉伸,使之连接两个容器,然后将DNA蚀去,在设备内部留下一条连通两个容器的尺寸精确的纳米隧道。 隧道中的电极将整个设备变成一个微电路,几百伏特的电脉冲从一个装药剂的容器经纳米隧道到达另一个装细胞的容器,在隧道出口处形成了强大的电场,与细胞自身的电荷相互作用,迫使细胞膜打开一个小孔,足够投放药物而不会杀死细胞。调整脉冲时间和隧道宽度,就能控制药物剂量。利用纳米隧道电穿孔仪给细胞注射基因治疗药剂时,不用针头,而是用电脉冲通过微小的纳米隧道,几毫秒内就能把精确剂量的治疗用生物分子“注射”到单个活细胞内。 在红方块科博会期间科学家们指出,希望NEP能最终用于早期癌症检测与治疗,比如在干细胞或免疫细胞中插入精确剂量的基因或蛋白质,引导它们分化改变,不必担心过量注射带来的安全问题,然后把这些细胞放回体内作为一种细胞基础疗法。并且希望这种方法能用于白血病、肺癌及其他肿瘤。

  • 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]

  • 激光共聚焦显微镜系统的原理和应用

    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。

  • 激光粒度仪的测试原理

    激光粒度仪一般采用米氏散射原理。米氏散射理论是对处于均匀介质中的各向均匀同性的单个样品,在单色平行光照射下的Maxwell方程边界条件的严格数学解;当微粒半径的大小接近于或者大于入射光线的波长时,大部分的入射光线会沿着前进的方向进行散射,这种现象被称为米氏散射。与其他光学散射理论相比,米式散射的程度跟波长是无关的,而且光子散射后的性质也不会改变,因此在测量精度要求高的测试仪器中应用广泛。济南微纳等激光粒度仪生产厂家都是采用的这种原理~

  • 【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

  • 【原创】欲采购仪器,有意向的单位发送报价

    1 静力触探仪2 轻型动力触探仪3 测斜仪4 高应变仪5 涂层测厚仪6 超声波探伤仪7 射线探伤仪8 磁粉探伤仪9 隧道激光断面仪10 锚杆拉拔仪11 全站仪12 GPS测量系统13 百米钻机14 地质雷达15 千斤顶16 钢绞线拉力机17 松弛试验机18 桥梁检查车(平台)请有意向的公司将仪器型号和报价发给我,站内信联系,请注明仪器报价

  • 激光干涉仪怎样测量五轴机床平移轴直线度误差?

    SJ6000激光干涉仪具有测量精度高、测量范围大、测量速度快、最高测速下分辨率高等优点,结合不同的光学镜组,可实现线性测长、角度、直线度、垂直度、平行度、平面度等几何参量的高精度测量。在[b]SJ6000[color=#333333]激光干涉仪[/color][/b]动态测量软件配合下,可实现线性位移、角度和直线度的动态测量与性能检测,以及进行位移、速度、加速度、振幅与频率的动态分析,如振动分析、丝杆导轨的动态特性分析、驱动系统的响应特性分析等。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/9/201909243125960.png[/img][/align]  激光干涉仪最典型的应用就是测量机床精度,本文讲解如何使用激光干涉仪测量五轴机床平移轴直线度误差。  对于平移轴而言,每根轴均有两个直线度误差,因此三根轴有六个直线度误差,均可采用激光干涉仪分别测得。  原理:带有圆孔的是直线度干涉镜,其与待测轴相连一同运动;长条镜是直线度反射镜静止安装,其是对称结构,上下左右均对称。当一束激光从源头发出射入干涉镜,干涉镜将光束分成两束,形成一个很小的角度分别去往反射镜,由于反射镜上下对称,因此两束光被反射后又回到干涉镜,汇合成一股光束,去往激光头的探测器。当运动轴产生直线度误差时,会使得干涉镜相对于反射镜在水平横向方向发生相对运动,而反射镜是左右对称的(左右的镜片不在同一平面,有一定的角度),因此会使得两束分开的光束光程具有差别,根据此差别,即可测得运动轴产生的直线度误差。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910178906394.jpg[/img][/align][align=center]▲ 直线度测量的光路原理构建图[/align][align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910170468304.png[/img][/align][align=center]▲ 运动轴的横向直线度测量示意图[/align][align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910173593913.png[/img][/align][align=center]▲ 运动轴的纵向直线度测量示意图[/align]  根据直线度误差测量原理可知,测量过程中不可避免的会引入斜率误差。该误差是由于测量直线度反射镜的光学轴线最初与待测轴不平行,为调整平行而引起的。如图 所示,A 为干涉镜和反射镜的距离,B 为激光头到干涉镜的距离(其中干涉镜是固定在运动轴上的)。在一开始,反射镜的光学轴线处于旋转前的位置,而由于机床运动轴与其之间存在的夹角θ,[img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910173125514.jpg[/img][align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910177031118.png[/img][/align]  因为斜率误差是稳定误差,因此可以采取上述的公式将其从直线度测量结果中分离出来,亦可以采用两端法拟合或者最小二乘法拟合将其分离出去。  两端法拟合:即是将所有采集来的数据第一点和最后一点相连决定一直线,再将所有采集来的数据去除掉拟合的直线信息,由此得出的残值即为直线度误差。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910170000002.png[/img][/align]最小二乘法拟合:将采集回来的所有数据通过最小化误差的平方和方式来寻找数据的最佳函数匹配,而后将采集值与匹配函数对应值相比较,剩余的残值即为直线度误差。[align=center][img]http://www.chotest.com/Upload/2019/10/201910171562522.png[/img][/align]附:SJ6000激光干涉仪直线度测量精度。[table][tr][td][align=center]轴向量程[/align][/td][td][align=center]测量范围[/align][/td][td][align=center]测量精度[/align][/td][td][align=center]分辨力[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]短距离[/align][/td][td][align=center](0.1~4.0)m[/align][/td][td][align=center]±3mm[/align][/td][td][align=center]±(0.5+0.25%R+0.15M[size=12px]2[/size]) μm[/align][/td][td][align=center]0.01μm[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]长距离[/align][/td][td][align=center](1.0~20.0)m[/align][/td][td][align=center]±3mm[/align][/td][td][align=center]±(5.0+2.5%R+0.015M[size=12px]2[/size]) μm[/align][/td][td][align=center]0.1μm[/align][/td][/tr][tr][td=5,1]注:R为显示值,单位:μm;M为测量距离,单位:m[/td][/tr][/table]

  • 激光测距仪的应用与使用

    激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光,由光电元件接收目标反射的激光束,计时器测定激光束从发射到接收的时间,计算出从观测者到目标的距离。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确,其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确,其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一,因而被广泛用于地形测量,战场测量,坦克,飞机,舰艇和火炮对目标的测距,测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。它是提高高坦克、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。激光测距仪利用红外线测距或激光测距的原理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,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激光测距仪,用于房屋测量,其工作原理与此相同。激光测距仪使用时需要注意的问题:激光测距仪不能对准人眼直接测量,防止对人体的伤害。同时,振动仪一般激光测距仪不具防水功能,所以需要注意防水。最新的美国里奥波特激光测距仪,由于在美国当地主要适用于户外狩猎爱好者,所以制作之处的优势即是可以防水防雾,配有丛林树木枝叶涂彩。激光器不具备防摔的功能,数字风速仪所以激光测距仪很容易摔坏发光器。    激光测距仪维护:   ① 经常检查仪器外观及时清除表面的灰尘脏污、油脂、霉斑等。   ② 清洁目镜、物镜或激光发射窗时应使用柔软的干布。严禁用硬物刻划,以免损坏光学性能。  ③ 本机为光、机、电一体化高精密仪器,使用中应小心轻放,严禁挤压或从高处跌落,以免损坏仪器。

  • 激光测振仪测量引线键合劈刀超声振动信号

    激光测振仪测量引线键合劈刀超声振动信号

    [img=,690,293]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905271158351897_7669_3859729_3.jpg!w690x293.jpg[/img]引线键合是芯片一级封装的主要工艺之一。热超声键合技术是一种引线键合技术,这种技术是对引线和键合区在加热时施加超声振动,使得焊球和芯片之间的接触区域发生变形,同时破坏界面的氧化膜,通过接触面金属间的原子扩散形成固溶强化组织,从而完成连接,即利用超声能量、压力和热量的相互作用,实现芯片I/O端口之间的连接。在产品生产过程中,影响键合质量的一个主导因素是劈刀的超声振动模式,劈刀超声振动模式的差异将会直接导致芯片凸点获得不同的能量,产生不同的键合效果,甚至可能导致键合失效。键合失效是引起电路失效的主要原因,而劈刀振动模式是影响键合质量的关键,因此对于劈刀振动信号的测量在产品生产过程质量控制中至关重要。[img=,394,235]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905271158450487_1473_3859729_3.jpg!w394x235.jpg[/img]热超声键合过程具有键合点空间高度局部化及时间瞬态性等特点,键合点信号的提取相当困难,必须采用非接触测量方式测量。激光多普勒测振仪利用多普勒效应和外差干涉技术能非接触地同时测量振动位移、速度和加速度,测量精度高、信噪比高、动态范围大等优点,适用于测量劈刀的超声振动信号。[img=,327,221]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905271158549597_4419_3859729_3.jpg!w327x221.jpg[/img]OptoMET数字型激光多普勒测振仪是一套高精度的振动测量仪器。该仪器可非接触且精确地测量振动和声学信号,包括振动位移、速度和加速度。它具有超高的光学灵敏度,并利用自行研发的超速数字信号处理技术(UltraDSP),不仅能快速测量简单系统的振动,还能测量极具挑战的系统,包括高频振动,远距离测试,微小振幅,高线性和高振动加速度或速度。超速数字信号处理技术(UltraDSP)确保了测量的高分辨率和高精度。OptoMET激光测振仪具有超高的光学灵敏度和信号强度,这对于在生锈和灰暗又无法进行表面处理的结构上获得无噪声和无信号丢失的测试数据至关重要。如需了解更多内容请关注嘉兆科技

  • 科学家研发可确定电子隧穿时间点的试验装置

    中国科技网讯 近日,德国马克斯—玻恩非线性光学与短脉冲光谱学研究所(MBI)的研究人员与国际伙伴一起研发了一个试验装置,首次可以准确确定电子从隧道效应障碍物中出来的时间点。该研究为原子和分子中的“多电子重排”在空间和时间上的直接分辨提供了一个普遍方法。相关研究发表在《自然》杂志上。 在神奇的量子世界里原子和分子不再适用经典的物理规律。在这里,电子可以克服能垒,尽管他们没有必要的能量,这就是所谓的“隧穿效应”。直接测量量子世界里的进程是非常困难的,尤其当他们时间尺度特别短的时候。因此,MBI的研究人员与来自以色列、加拿大和英国的同事一起研发了一个试验装置,让各种物理量的大小可以在比飞秒还短的时间尺度内变化。通过测量和计算的比较,科学家获得了一个量子时钟,从而能够以阿秒的精度确定发生电子隧穿的时刻。 研究人员先用一个强激光场诱导来自氦原子的电子隧道效应,再用一个较弱的探测激光场将发生隧道效应的电子引到侧向进行研究。这其中带正电的原子核的吸引力就表现为需要克服的能垒,而缓慢振荡并垂直照射隧穿电子的弱激光场则可以让电子像被橡皮筋牵引一样向原子核运动。当电子与原子核接近时会出现光闪烁的特性,这就是所谓的高次谐波。通过测量这些高次谐波的频率、偏转电子飞行路径的长度和偏转激光场的属性,研究人员就可以最终计算出电子跨越能垒的准确时间点。 MBI的奥尔加·斯米尔诺娃博士用一个简单的比喻来解释她们是如何得到电子隧穿时间点的。她说:“当你从一家咖啡店出来走向对面的公共汽车站,弱激光场就像左右交替吹的风,把你往路旁推。当我们知道了风的特点,即有多大、如何改变方向,我们就能说出你走出门口的时间。” 现在,研究人员继续用二氧化碳分子来进行类似的实验。相对于只有两个电子的氦,二氧化碳分子有20个电子。它们可能会停在不同的轨道,隧穿的电子根据所处轨道的不同会有一个很小的时间延迟。这个实验首次给了物理学家确认隧穿电子源头的机会。(驻德国记者 李山) 《科技日报》(2012-08-13 二版)

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