在光学测距中,必须高精度地了解空气的折射率。通常,空气的折射率是使用 Ciddor 或 Edlén 方程根据环境空气的特性计算得出的,其中主要的不确定成分在大多数情况下是空气温度。MIKES 开发的方法利用氧气的直接吸收激光光谱来测量空气的平均温度。该方法允许在与光学测距相同的光束路径上测量温度,从而提供空间匹配良好的数据。室内和室外测量证明了所开发方法的有效性。MIKES 在 SURVEYING EMRP 项目中的工作旨在使用简化的单激光装置将氧气温度计的测量距离延长至 1 公里,以实现额外的稳健性和简单性。为现场应用设计的新装置包括大直径光学元件和独立的发射和接收端。EMRP 项目 SIB60“测量”由 EURAMET 和欧盟内的 EMRP 参与国共同资助。
摘要 黑体辐射源是可计算的辐射源,常用于辐射测量、温度传播和遥感。尽管黑体源和辐射计无处不在,但它们的系统结构却非常复杂。我们设想了一种新的、主要的黑体辐射测量方法,即使用可极化量子系统集合(如里德堡原子和双原子分子)进行测量。使用这些精妙的电场传感器进行量子测量可以实现主动反馈、改进设计,并最终降低黑体标准的辐射和热不确定性。便携式、无需校准的里德堡原子物理包还可以补充各种经典辐射探测器和温度计。量子测量和黑体测量的成功融合为黑体物理学提供了一个新的基本范式。
在低温下研究经典和量子热效应需要使用片上局部高灵敏度测温法。使用聚焦离子束 (FIB) 辅助沉积制备的碳铂复合材料形成粒状结构,本研究表明,这种结构特别适合此应用。使用 24 pA 离子束电流沉积的碳铂温度计在 1 K 以下具有高灵敏度,可与最好的低温温度计相媲美。此外,这些温度计可以使用无掩模工艺精确放置在芯片上数十纳米的范围内。它们还具有弱磁场依赖性,在施加 0 至 8 T 的磁场时电阻变化小于 3%。最后,由于目前广泛使用 FIB,这些温度计可集成到各种纳米级设备中。© 2020 Elsevier Ltd。保留所有权利。
我们研究了聚焦离子束沉积碳铂 (FIB C-Pt) 复合材料作为低温灵敏局部微温度计的用途,该复合材料可在器件制造的任何阶段无需使用掩模进行沉积。FIB 沉积是获得纳米级欧姆接触的常用方法 [20]。因此,它在这方面得到了广泛的研究。特别是,已经研究了 FIB C-Pt 的电阻率与成分 [21, 22, 23]、温度 [24, 25, 26, 27]、尺寸 [28, 29] 和沉积参数 [30, 31] 的关系。然而,FIB C-Pt 作为低温电阻温度计的潜力从未被研究过。虽然复合系统代表了一种新型的片上测温方法,但其成分元素 Pt [32, 33, 34, 35, 36, 37] 和 C [32, 38, 39] 已被用作电阻温度计,用于各种应用。对于纯 Pt 温度计,与大多数金属温度计一样,
通过固相反应制备了 Nd 3 + 掺杂的 Y 3 Al 2 Ga 3 O 12 石榴石陶瓷颗粒,并以此为原型研究 Nd 3 + 激活石榴石荧光粉作为低温和高温范围玻尔兹曼温度计的潜力。尽管近红外发射 Nd 3 + 激活荧光粉通常用于生物应用,但它们的实际用途受到生理温度范围内低灵敏度的阻碍。相反,100 800 K 范围内的光致发光分析在低温和高温范围内都表现出有趣的性能。事实上,通过利用 4 F 3 / 2 的斯塔克能级(Z 能级)以及 4 F 5 / 2 和 4 F 3 / 2 激发态的发射率,可以在同一材料中构建两个可靠的玻尔兹曼温度计,分别在低温范围(100 220 K)和高温(300 800 K)下工作。
本文描述了研究结果,说明了确定结温过高的方法和选择用于测量功率 MOS 晶体管热阻过程中的近似测温特性函数对测量结果的影响。研究涉及使用间接电学方法进行的测量。介绍了三种确定晶体管结温过高的方法,分别使用近似测温特性的线性函数和非线性函数。比较了使用每种方法获得的热阻测量结果。还分析了因选择所考虑的方法而导致的测量误差。
我们开发了一种探针-样品相互作用中有限耦合量子测温的一般微扰理论,最高可达二阶。根据假设,探针和样品处于热平衡状态,因此探针由平均力吉布斯态描述。我们证明,仅通过对探针进行局部能量测量,就可以实现最终的测温精度——耦合精度达到二阶。因此,在这种情况下,试图从相干性中提取温度信息或设计自适应方案不会带来任何实际优势。此外,我们为量子 Fisher 信息提供了一个闭式表达式,它捕捉了探针对温度变化的敏感性。最后,我们用两个简单的例子来衡量和说明我们公式的易用性。我们的形式化方法没有对动态时间尺度的分离或探针或样品的性质做出任何假设。因此,通过提供对热灵敏度和实现它的最佳测量的分析见解,我们的结果为在有限耦合效应不能忽略的装置中进行量子测温铺平了道路。
8.1 案例研究 1:高温测温.................................................................................................39 8.1.1 物理问题...............................................................................................................39 8.1.2 数学公式...............................................................................................................40 8.1.3 解决方法...............................................................................................................43 8.1.4 模型验证.......................................................................................................43 8.1.5 模拟.......................................................................................................................44 8.1.6 进一步的结果.......................................................................................................48 8.1.7 下一步的发展.......................................................................................................51