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中国化学会第30届学术年会

作者：陈进唐飞郭成安霍新明王晓浩清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

本文提出一种方便操作的用于现场快速质谱分析的夹层喷雾离子源。其中，用两片不吸水的夹片夹住液体样品，形成三明治结构。通过给样品施加高电压，在夹片尖端形成喷雾。与玻璃管纳喷离子源相比，取样过程在开放式的条件下进行操作，更... 详细信息

本文提出一种方便操作的用于现场快速质谱分析的夹层喷雾离子源。其中，用两片不吸水的夹片夹住液体样品，形成三明治结构。通过给样品施加高电压，在夹片尖端形成喷雾。与玻璃管纳喷离子源相比，取样过程在开放式的条件下进行操作，更为方便，而喷雾过程仍然保持在半封闭的条件下进行，得到相对稳定的离子化过程。

关键词：离子源痕量分析三明治结构喷雾质谱

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半导体激光泵浦高亮度1560nm波段偏振纠缠光子对产生

半导体激光泵浦高亮度1560nm波段偏振纠缠光子对产生

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第二十二届全国激光学术会议

作者：吉恩才柳强付星杜鹏飞巩马理清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京 100084

利用紧凑型高功率半导体激光器激励置于偏振Sagnac干涉环中的30mm长PPKTP晶体，通过自发参量下转换过程实现了1560nm附近高亮度、高品质偏振纠缠光子对输出.在最佳泵浦功率200mW附近，获得了谱线亮度高达1.45×105pairs(s·mW&#... 详细信息

利用紧凑型高功率半导体激光器激励置于偏振Sagnac干涉环中的30mm长PPKTP晶体，通过自发参量下转换过程实现了1560nm附近高亮度、高品质偏振纠缠光子对输出.在最佳泵浦功率200mW附近，获得了谱线亮度高达1.45×105pairs(s·mW·nm)-1的双光子纠缠源，经过HOM型双光子干涉测试，输出参量光的谱线线宽约1.34 nm.

关键词：偏振纠缠通讯波段周期极化自发参量下转换

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小型矩形离子阱结构优化与仪器设计

小型矩形离子阱结构优化与仪器设计

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中国化学会第30届学术年会

作者：霍新明唐飞陈进姚彤彤王晓浩清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

矩形离子阱由于结构简单，一直作为质谱仪小型化过程中首选的质量分析器之一.为提高小型矩形离子阱的分析性能，本文利用SIMION8.1软件仿真研究了出射狭缝尺寸对离子逐出效率的影响.仿真结果表明，对于全尺寸为5mm×4mm×25mm... 详细信息

矩形离子阱由于结构简单，一直作为质谱仪小型化过程中首选的质量分析器之一.为提高小型矩形离子阱的分析性能，本文利用SIMION8.1软件仿真研究了出射狭缝尺寸对离子逐出效率的影响.仿真结果表明，对于全尺寸为5mm×4mm×25mm的小型矩形离子阱最优的狭缝尺寸为0.6mm×18mm.

关键词：矩形离子阱质谱仪小型化离子出射狭缝 SIMION仿真共振激发

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生物动态过程的三维高速显微成像

生物动态过程的三维高速显微成像

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2016全国生命分析化学学术大会

作者：孔令杰清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室100084

生物动态过程是鲜活生命体的本质特征,其永不停息地发生在有机生物体的三维环境之中直至生命终结。研究生物动态过程对于正确理解生理功能、病理机制及药物筛选等均具有重要意义[1,2]。

关键词：光学成像非线性光学显微三维成像自适应光学相干拉曼显微

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基于全局空间控制的高精度柔性视觉测量系统研究

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红外与激光工程 2015年第9期44卷 2805-2812页

作者：张晓龙尹仕斌任永杰郭寅杨凌辉王一天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 河北联合大学电气工程学院河北唐山063009

针对传统机器人视觉测量系统中测量精度受机器人绝对定位精度限制的问题,构建了基于全局空间控制的高精度柔性视觉测量系统并研究其标定技术。通过全局空间测量定位系统实现机器人末端工具的高精度实时控制,可以突破机器人自身定位精度... 详细信息

针对传统机器人视觉测量系统中测量精度受机器人绝对定位精度限制的问题,构建了基于全局空间控制的高精度柔性视觉测量系统并研究其标定技术。通过全局空间测量定位系统实现机器人末端工具的高精度实时控制,可以突破机器人自身定位精度的限制,充分发挥其高度柔性的运动特性。为实现系统高精度测量,提出一种基于单应性矩阵的视觉传感器外参标定方法,该方法仅需对所设计的平面靶标进行一次成像,结合激光跟踪仪进行坐标转换即可实现传感器坐标系与外部参考坐标系之间坐标转换关系的精确标定。实验结果表明,基于全局空间控制的机器人视觉测量系统在其工作空间中距离测量精度优于0.2/mm,较传统的机器人视觉测量系统得到显著提高。

关键词：工业机器人视觉测量全局空间控制外参标定

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SDS胶束溶液在石油类污染物荧光光谱测量中的应用

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光谱学与光谱分析 2015年第6期35卷 1618-1623页

作者：杨丽丽王玉田鲁信琼燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004 清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

提出了一种以十二烷基硫酸钠（SDS）胶束溶液为溶剂增溶、增敏、增稳石油类物质的新方法。研究了石油类物质的荧光强度随SDS胶束溶液浓度的变化规律,确定了其溶剂SDS胶束溶液的最佳浓度为0.1mol·L-1。使用FLS920荧光光谱仪测量得... 详细信息

提出了一种以十二烷基硫酸钠（SDS）胶束溶液为溶剂增溶、增敏、增稳石油类物质的新方法。研究了石油类物质的荧光强度随SDS胶束溶液浓度的变化规律,确定了其溶剂SDS胶束溶液的最佳浓度为0.1mol·L-1。使用FLS920荧光光谱仪测量得到不同稀释浓度的汽油、柴油、煤油SDS胶束溶液的三维荧光光谱矩阵（EEMs）,分析了瑞利（Rayleigh）散射、拉曼（Raman）散射以及仪器光谱特性对测量光谱的影响,经过光谱校正,建立了三种油的SDS胶束溶液在激发波长为250-400nm、发射波长为260-500nm范围内的三维荧光光谱图,并确定了在一定浓度范围内荧光强度与浓度具有良好的线性关系。在相同条件下,用同样的方法配制各种浓度汽油、柴油、煤油水溶液作对比,验证了SDS胶束溶液作为石油类物质的溶剂可以使水中石油类物质的溶解度增加、荧光强度增大、稳定性更好,实现了石油类物质可以不依赖于某些有毒溶剂萃取,又解决了其水中溶解度低不宜定量的问题。

关键词：三维荧光光谱石油类污染物十二烷基硫酸钠胶束溶液

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时分复用数字闭环电容式微加速度计接口电路

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光学精密工程 2015年第12期23卷 3350-3356页

作者：储宜兴池保勇刘云峰董景新清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 清华大学微电子学研究所北京100084

为实现电容式微加速度计的数字输出闭环,设计了一种数字输出闭环ASIC(Application Specific Integrated Circuit)接口电路,以降低电路输出噪声并提高测量量程。对已有的电容式微加速度计ASIC电路进行了改进,分时段在中间极板上加载差分... 详细信息

为实现电容式微加速度计的数字输出闭环,设计了一种数字输出闭环ASIC(Application Specific Integrated Circuit)接口电路,以降低电路输出噪声并提高测量量程。对已有的电容式微加速度计ASIC电路进行了改进,分时段在中间极板上加载差分电容读出信号和由脉宽调变(PWM)波控制的反馈信号,然后由控制器实现闭环,利用Sigma Delta调制器实现模数转换。通过分析差分电容读出电路和Sigma Delta调制器的原理和特性,建立了该数字输出闭环电容式微加速度计的模型,进行了系统的设计与仿真。实验结果表明,该数字输出闭环电容式微加速度计的噪声水平为9.6μg/√Hz,量程为±3g。这些结果验证了时分复用方案的可行性和本文所提出模型的正确性。

关键词：电容式微加速度计数字闭环接口电路 Sigma Delta调制器时分复用

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基于零长弹簧的超低频垂直隔振系统研究

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振动与冲击 2015年第7期34卷 33-37,63页

作者：李刚胡华伍康王观王力军精密测试技术及仪器国家重点实验室、中国计量科学研究院-清华大学精密测量联合实验室、清华大学精密仪器系北京100084

设计并实现了一种基于零长弹簧的超低频垂直隔振系统。利用零长弹簧倾斜悬挂摆杆,通过精细调节可实现固有周期为20 s的机械振荡。利用光电探测技术检测摆杆的微小位移,并对摆杆进行比例积分微分控制(Proportional-Integral-Derivative,P... 详细信息

设计并实现了一种基于零长弹簧的超低频垂直隔振系统。利用零长弹簧倾斜悬挂摆杆,通过精细调节可实现固有周期为20 s的机械振荡。利用光电探测技术检测摆杆的微小位移,并对摆杆进行比例积分微分控制(Proportional-Integral-Derivative,PID),有效补偿温度变化及弹簧蠕变引起的系统漂移,提高系统的稳定性。深入分析控制参数对系统周期特性的影响,反馈控制的积分项(I项)可补偿系统漂移,反馈控制的比例项(P项)可调节系统的刚度,而微分项(D项)可用于控制系统的阻尼系数。通过设置合适的控制参数,可以将系统的固有周期调节至30 s以上。该系统理论上可以实现超低频垂直隔振,有望应用于高精度绝对重力测量等精密物理实验研究。

关键词：垂直隔振零长弹簧反馈控制

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基于线性升压的离子阱质谱仪用射频电源的研究与开发

基于线性升压的离子阱质谱仪用射频电源的研究与开发

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第34届(2016)中国质谱学会学术年会

作者：鲁信琼余泉倪凯钱翔许文超王晓浩清华大学深圳研究生院先进制造学部深圳 518055 清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京 100084 清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京 100084

射频(RF)电源是离子阱质谱仪(ITMS)中最核心的部分,在一定程度上决定了离子阱质谱仪的性能[1,2]。一直以来,使用LC谐振升压方案产生高压RF信号是ITMS的主流方案。该方案配合高精度的包络检测电路和闭环控制系统,能够产生高精度、高效率... 详细信息

射频(RF)电源是离子阱质谱仪(ITMS)中最核心的部分,在一定程度上决定了离子阱质谱仪的性能[1,2]。一直以来,使用LC谐振升压方案产生高压RF信号是ITMS的主流方案。该方案配合高精度的包络检测电路和闭环控制系统,能够产生高精度、高效率、高稳定性的高压RF信号,一定程度上满足了化学分析的需求[3]。然而,LC谐振升压方案存在一些缺陷,谐振频率f由参数L和C决定,这注定了f不易调节;另外,为了得到较高的输出频率、较高的品质因数和较低得谐波失真而使用空芯变压器导致体积庞大。针对这些问题,我们研究开发了基于线性升压方案的高压RF电源,能够在低于1MHz范围内不失真输出稳定的高压RF信号(400Vpk-pk)。线性升压方案具有如下特性：RF输出频率可随意改变;不需要线圈,能够明显减小电源尺寸;输出电压逐周期反馈使得输出信号精度高、时间漂移小、重复度高;叠加辅助AC容易。线性升压方案也存在一定的不足,受目前半导体技术的限制输出电压比LC谐振方案小很多,限制了质谱仪的质量范围,另一方面功耗较大。因此线性升压方案在小尺寸离子阱上具有更明显的优势。特别是输出频率可以动态调节,为离子阱质谱仪的研究开发提供了一种新的思路[4]。

关键词：离子阱质谱仪射频电源高压射频放大

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电容式射频微机电系统开关损耗机制(英文)

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强激光与粒子束 2015年第2期27卷 170-175页

作者：李沐华赵嘉昊尤政清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室微纳制造、器件与系统协同创新中心北京100084

插入损耗是射频微机电系统(RF MEMS)开关的关键性能指标之一。电容式RF MEMS开关是一种适合高频应用的开关器件,对其损耗机制进行了研究。电容式RF MEMS开关的射频损耗主要包括四部分:信号线的导体损耗、衬底损耗、辐射损耗以及MEMS桥... 详细信息

插入损耗是射频微机电系统(RF MEMS)开关的关键性能指标之一。电容式RF MEMS开关是一种适合高频应用的开关器件,对其损耗机制进行了研究。电容式RF MEMS开关的射频损耗主要包括四部分:信号线的导体损耗、衬底损耗、辐射损耗以及MEMS桥损耗。对电容式RF MEMS开关建立了损耗模型并进行了数值计算,同时在HFSS有限元软件中进行了电磁仿真,数值计算结果和有限元仿真结果较好的吻合。此外,对影响电容式RF MEMS开关插入损耗的因素进行了分析,结果表明,高阻抗的衬底、200μm左右的导体宽度、较小的导体厚度以及较小的up态电容能够降低开关的插入损耗,提高开关的射频性能。

关键词：损耗机制射频微机电系统电容式开关共面波导

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