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典型空间材料偏振散射特性研究

典型空间材料偏振散射特性研究

作者：张磊哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着空间技术的飞速发展,对空间目标的探测和识别变得尤为重要,由于光信号探测最为直接和准确,近年来利用光散射特性进行探测识别的方式也日益受到重视。由于目标表面的偏振散射特性包含的信息非常全面,不仅比强度探测识别的方法具有更... 详细信息

随着空间技术的飞速发展,对空间目标的探测和识别变得尤为重要,由于光信号探测最为直接和准确,近年来利用光散射特性进行探测识别的方式也日益受到重视。由于目标表面的偏振散射特性包含的信息非常全面,不仅比强度探测识别的方法具有更高的效率,而且不受温度因素的干扰,因此相比常规的光散射探测技术而言,基于偏振散射探测技术具有更好的适用性,目前已经被广泛地应用在目标识别、生物医学以及偏振遥感和成像等诸多领域[1]。为了研究典型空间材料偏振散射特性的影响因素,本文在查阅大量国内外文献的基础上对典型空间材料的粗糙度和散射角对其Mueller矩阵各个分量的影响进行了系统的研究,具体研究内容和结论如下:首先,本文从偏振光的基本理论出发,研究了表征偏振光的典型方法,分析了表征偏振光学系统的Jones矩阵法和Mueller矩阵法,并比较了两种方法的优缺点,推导了非退偏光学系统中Jones矩阵和Mueller矩阵的关系。Mueller矩阵以光偏振态为基础,不依赖于电磁理论,简单直观,因此本文采用Mueller矩阵描述目标的偏振散射特性。详尽分析了基于Fourier分解法测量目标表面Mueller矩阵的原理,并设计了基于双旋延迟器结构的Mueller矩阵测量系统。通过对自由空间（用空气替代）Mueller矩阵的测量结果对Fourier分解法进行了修正,分析了系统误差对测量结果的影响。其次,本文基于描述目标材料光谱散射特性的微面元模型数值模拟了铝合金板偏振双向反射分布函数的镜反射分量,得到了Mueller矩阵各个分量在笛卡尔直角坐标系下的极值分布情况,分析了Mueller矩阵各个主要分量与散射角之间的关系,得到了各向同性的金属表面的Mueller矩阵各个分量之间的关系,为实验结果提供了理论依据。最后利用Mueller矩阵测量系统测量了入射角45i???,散射角?30,60?r????时抛光、未处理和喷砂的三块表面粗糙度不同的铝合金样片的Mueller矩阵,实验结果验证了微面元法的数值模拟结果,对样片Mueller矩阵各个分量随散射角的变化趋势进行了分析,并探讨了材料粗糙度对材料退偏度的影响。

关键词：空间材料偏振散射特性 Mueller矩阵退偏度

第十三届全国微重力科学学术研讨会暨空间材料-空间生命-微重力科学前沿交叉论坛

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空间科学学报 2023年第3期43卷 F0002-F0002页

为促进微重力科学基础理论、前沿技术和应用研究的发展,进一步满足国家和社会可持续发展及国家重大战略需求,第十三届全国微重力科学学术研讨会将于2023年7月11-15日在新疆哈密市举办。会议由中国空间科学学会微重力科学与应用研究专业... 详细信息

为促进微重力科学基础理论、前沿技术和应用研究的发展,进一步满足国家和社会可持续发展及国家重大战略需求,第十三届全国微重力科学学术研讨会将于2023年7月11-15日在新疆哈密市举办。会议由中国空间科学学会微重力科学与应用研究专业委员会主办。共同主办单位包括:中国空间科学学会空间生命专业委员会,中国空间科学学会空间材料专业委员会,中国空间科学学会空间机电与空间光学专业委员会,中国空间科学学会空间智能专业委员会,中国科学院力学研究所微重力重点实验室,北京航空航天大学航空科学与工程学院,喀什中科空天信息研究院,北京北龙超级云计算有限责任公司,北京润德恒邦科技有限公司,哈密市科学技术局,哈密市科学技术协会。

关键词：科学技术局科学技术协会空间科学空间材料国家重大战略工程学院重点实验室空间光学

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空间材料镀膜镜片对视觉质量影响的研究

中国眼镜科技杂志 2015年第19期 110-113页

作者：成琼刘超宿柏玲陈德兴岳俊野祝海超张湘洋陈宏亮战名书王璐郑玲姚春艳哈尔滨医科大学附属第四医院眼视光学门诊部

目的:评估釆用哈尔滨工业大学航天科技镀膜技术工艺中空间纳米材料(新材料具有半导体、超导、磁性和光触媒等在内的功能性材料)、镀膜镜片(简称空间材料镀膜镜片)对成年人视觉质量的影响和视疲劳缓解的效果。方法:50例(100眼)银行职员... 详细信息

目的:评估釆用哈尔滨工业大学航天科技镀膜技术工艺中空间纳米材料(新材料具有半导体、超导、磁性和光触媒等在内的功能性材料)、镀膜镜片(简称空间材料镀膜镜片)对成年人视觉质量的影响和视疲劳缓解的效果。方法:50例(100眼)银行职员采用双盲法佩戴综合验光处方的某品牌功能眼镜片,每日于电脑前工作6小时,连续佩戴2周,检测泪膜破裂时间、调节反应、正负相对调节幅度、调节灵敏度、无眩光对比敏感度、视疲劳症状评分问卷;再佩戴相同验光处方的空间材料镀膜镜片2周后检测相同的项目,比较佩戴两种镜片后各项目的差异。结果:佩戴空间材料镀膜镜片与佩戴某品牌功能镜片比较,视疲劳问卷得分分别为10.37±5.33,15.25±4.87,佩戴空间材料镜片后视疲劳主观评分降低,二者差异有统计学意义(t=3.28,P空间材料镀膜镜片由镀膜空间纳米材料组成,特定光波段膜层能有效刺激视网膜中心凹中波敏感性视锥细胞,提高调节储备、调节灵敏度,提高对比敏感度、色彩亮度,提高成像质量,改善视疲劳主观症状。

关键词：视觉质量泪膜破裂时间镀膜技术对比敏感度调节反应视疲劳空间材料眩光近距离工作疲劳症状

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空间材料的原子氧侵蚀理论和预测模型

材料研究学报 2003年第2期17卷 113-121页

作者：多树旺李美栓张亚明中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室沈阳市110016

低地轨道环境中的原子氧对航天器材料的侵蚀导致材料的性能变坏甚至失效,原子氧的侵蚀机理和防护技术是当前空间环境效应研究的热点。在对原子氧效应机理已有理解的基础上,准确预测空间材料在低地轨道环境中由原子氧引起的侵蚀效应,可... 详细信息

低地轨道环境中的原子氧对航天器材料的侵蚀导致材料的性能变坏甚至失效,原子氧的侵蚀机理和防护技术是当前空间环境效应研究的热点。在对原子氧效应机理已有理解的基础上,准确预测空间材料在低地轨道环境中由原子氧引起的侵蚀效应,可对设计者在工程选材和飞行器设计提供帮助。本文综述了近年来发展的原子氧与空间材料相互作用的理论模型和侵蚀速率预测模型,并对各种模型进行了分析,也指出了关于原子氧效应的研究重点。

关键词：材料失效材料保护预测模型低地轨道空间材料原子氧侵蚀理论航天器

空间材料二次电子发射特性智能测试系统的设计

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真空与低温 2009年第3期15卷 170-173,184页

作者：陈达新常天海秦晓刚华南理工大学电子与信息学院广东广州510640 兰州物理研究所真空低温技术与物理国家级重点实验室甘肃兰州730000

通过电子枪的优化、智能测试电路以及测量方法的选择,成功设计了一种新型的空间材料二次电子发射特性的测试系统。该系统运用可编程控制器PLC与组态王6.52作为开发平台,并结合电子控制和通信技术,实现真空获取、电子枪脉冲调制、各种电... 详细信息

通过电子枪的优化、智能测试电路以及测量方法的选择,成功设计了一种新型的空间材料二次电子发射特性的测试系统。该系统运用可编程控制器PLC与组态王6.52作为开发平台,并结合电子控制和通信技术,实现真空获取、电子枪脉冲调制、各种电源启闭等的多线程控制以及数据的高速采集与实时处理,提高了系统的智能控制能力与实时监测能力。

关键词： PLC 组态王软件空间材料二次电子

TiO_2-有机硅热控涂层对空间聚合材料的防护(英文)

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Chinese Journal of Aeronautics 2004年第1期17卷 53-59页

作者：张蕾陈荣敏 School of Chemical Science and Engineering Liaoning University School of Materials Science and Engineering Changchun University of Technology

在原子氧 (AO)地面模拟设备中对空间材料Kapton及TiO2 有机硅热控涂层进行原子氧剥蚀效应试验。用LAMBDA 9分光度计、光电子能谱 (XPS)、红外光谱 (FTIR)和扫描电镜 (SEM )研究了原子氧 (AO)对Kapton侵蚀机理及对其表面涂覆的TiO2 有... 详细信息

在原子氧 (AO)地面模拟设备中对空间材料Kapton及TiO2 有机硅热控涂层进行原子氧剥蚀效应试验。用LAMBDA 9分光度计、光电子能谱 (XPS)、红外光谱 (FTIR)和扫描电镜 (SEM )研究了原子氧 (AO)对Kapton侵蚀机理及对其表面涂覆的TiO2 有机硅热控涂层的防护作用进行了表征。AO对Kapton表现了较严重的侵蚀作用 ,而所施用的TiO2 有机硅热控涂层的表面形貌则变化甚少 ,实验表明 ,该涂层对AO辐照有较强的防护效果、较好的空间稳定性和热控性能。

关键词：地面模拟设备空间材料 Kapton TiO2-有机硅热控涂层原子氧剥蚀效应试验防护作用

基于PLC与组态王的空间材料二次电子发射特性智能测试系统研究

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基于PLC与组态王的空间材料二次电子发射特性智能测试系统研究

作者：陈达新华南理工大学

学位级别：硕士

空间材料的二次电子发射系数是表征航天器表面充电状态的重要参数,对于航天器表面带电的预测及其防带电设计选材具有重要的作用。为了测量空间材料二次电子发射特性,航天科研机构已进行了相关的研究,研制出了几代测试装置。但令人遗憾的... 详细信息

空间材料的二次电子发射系数是表征航天器表面充电状态的重要参数,对于航天器表面带电的预测及其防带电设计选材具有重要的作用。为了测量空间材料二次电子发射特性,航天科研机构已进行了相关的研究,研制出了几代测试装置。但令人遗憾的是,早期的测试系统未能彻底解决测试过程中材料表面电荷积累问题,测试结果与理论值具有较大的偏差;另外,没有完整、直观的人机交互界面,测试过程中仍是通过手动式的机械按钮开关控制系统的运作,且按钮、指针仪表布局分散,实验人员的操作步骤繁多,给测试实验带来不便且容易出错,具有安全隐患。本课题的主要目的就是开发具有良好通用性、图形化的测试监控机制,以提高测试系统的易用性和安全性,因此设计出一种基于PLC与组态王的空间材料二次电子发射特性智能测试系统。该系统不仅能提供直观、明了的系统组成图像和测试过程状态参数,而且还可以通过触摸屏对图像按钮轻易点击,由自主开发的测控程序控制系统自动启停相关设备和对测试过程变量进行设置与调整,且从软件上实现设备保护功能,消除测试过程误操作对设备带来的安全隐患。另外,实验证明,该系统通过对电子枪结构、电子收集器及靶台温控装置的优化设计,与原测试系统相比,大大提高了空间材料二次电子发射特性的测试精确度,测试结果与理论曲线极为吻合。论文最后给出了下一步的研究方向,对空间材料二次电子发射特性智能测试系统提出了现实可行的改进意见,相信在现有研究基础上通过坚持不懈的努力,一定能够在材料二次电子发射特性精确测量技术的研究领域中取得更大的成果。我国对空间材料二次电子发射特性智能测试技术的研究还处于初步阶段,在这方面所做的研究工作及取得的成果相对来说还很少,与国外同行相比还有不小的差距,本论文在这方面做了一些起步性的探索,可为国内其他在这一领域进行研究的科研人员提供参考,对于该领域的深入研究起了一定的推动作用。

关键词：空间材料二次电子发射 PLC 组态王智能测试控制

TiO_2-K_2SiO_3无机涂层对空间材料Ag的防护行为研究

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化学学报 2003年第9期61卷 1369-1374页

作者：张蕾严川伟屈庆童靖宇曹楚南中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室北京卫星环境工程研究所北京100029

在微波电离型原子氧 (AO)源地面模拟设备中对空间材料Ag及TiO2 K2 SiO3 无机涂层进行原子氧剥蚀效应试验 .用扫描电镜 (SEM)、光电子能谱 (XPS)、红外光谱 (FT IR)、X射线衍射光谱 (XRD)和LAMBDA 9分光光度计 ,对在模拟原子氧(AO)环境... 详细信息

在微波电离型原子氧 (AO)源地面模拟设备中对空间材料Ag及TiO2 K2 SiO3 无机涂层进行原子氧剥蚀效应试验 .用扫描电镜 (SEM)、光电子能谱 (XPS)、红外光谱 (FT IR)、X射线衍射光谱 (XRD)和LAMBDA 9分光光度计 ,对在模拟原子氧(AO)环境中Ag及在其表面涂覆的无机涂层 ,所发生的侵蚀与防护作用进行了表征研究 .AO对Ag表现了较严重的侵蚀作用 ,原来光亮如镜的表面形貌变得粗糙 ,且失去光泽 .而所施用的TiO2 K2 SiO3 无机涂层 ,经AO辐照后 ,表面形貌则变化甚少 .实验表明 ,该涂层对AO辐照有较强的防护效果、较好的空间稳定性 (AO辐照前后Δαs≈ 0 .0 2 4) ,能阻止AO对基材的侵蚀 .

关键词： TiO2-K2SiO3 无机涂层空间材料 Ag 防护行为原子氧侵蚀银空间稳定性

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空间材料深层充放电效应试验研究

航天器环境工程 2009年第3期26卷 210-213,197页

作者：张振龙韩建伟全荣辉安广朋中国科学院空间科学与应用研究中心北京100190 中国科学院研究生院北京100039

利用电子枪发射的单能电子束、以及放射源发射的能谱结构接近空间电子环境的β射线电子,模拟试验了几种常用空间介质材料和某卫星部件的深层充电过程;结合对放电电流脉冲和电场脉冲的测量,观测了深层放电脉冲信号及其对试验电路的影响... 详细信息

利用电子枪发射的单能电子束、以及放射源发射的能谱结构接近空间电子环境的β射线电子,模拟试验了几种常用空间介质材料和某卫星部件的深层充电过程;结合对放电电流脉冲和电场脉冲的测量,观测了深层放电脉冲信号及其对试验电路的影响。试验结果表明,在类似实际空间强度的pA量级电子束辐照下,介质材料可以累积大量电荷,其表面电位可以达到近万V;随后发生的介质材料放电可产生高强度的放电电流脉冲和电场脉冲,放电脉冲对试验电路造成较强的干扰。

关键词：空间材料深层充放电电子辐照模拟试验