基于旋转上升式光路的小型光杠杆

将传统光杠杆中平面镜和标尺之间的平面光路立体化,设计了多次反射、旋转上升式光路.以Solidworks软件为设计手段,利用3D打印技术,制作了激光器为光源的小型光杠杆装置.利用传统光杠杆和小型光杠杆对钢丝的杨氏模量进行了对比测量研究.实验结果表明,设计制作的小型光杠杆装置空间尺寸小,操作简单,仪器制作方便,测量结果准确.对于开拓学生思维,提高学生的创新能力有一定的借鉴意义.     

晶体电光调制实验装置与光路调整的改进

对晶体电光调制实验装置进行了改进,通过对光源和电光晶体的方向调整,并利用光路中的2个小孔光阑使入射光和晶体反射光实现准直,从而使入射光方向与晶体光轴方向平行.同时给出了具体的光路调整方法,使光路的调整变得简单准确易调,提高了测量准确性.     

双棱镜干涉实验教学探讨

双棱镜干涉实验光路调节复杂,需要注意很多细节,如果不提前加以介绍和解释,学生很难真正将细节理解到位,导致异常实验现象层出不穷.教师授课时先从宏观上给出实验原理,引导启发学生进行实验设计,完成实验光路的搭建,再引导学生注意各器件的摆放位置,观察异常位置导致的实验现象,并探索这些现象的来源.最后以图解的方式对各种实验现象予以解释,这样可使学生对实验过程有整体性的把握,能更好地达到课程的预期效果.     

“透镜”实验仪器的创新改进

自制的"透镜对光线的作用实验仪",利用磁力固定可调控的配件,同时巧妙连接水雾器使不同颜色的光路在水雾中呈现,打破了以往实验的局限性,可以使学生深入理解透镜对光线的作用,学习知识的同时感受物理带来的美感.     

分光计实验教学中的体会

分析了分光计实验教学中的难点和学生在分光计调节中经常碰到的问题,重点分析了望远镜和双面镜组成的成像系统的成像光路图像以及两像移动的规律,提出了分光计实验教学中需要指导学生运用光路知识分析具体的实验现象从而指导实验操作,对教学实践具有良好的指导意义和参考价值。     

分光计调整中的十个怎么办

光学实验的基本技能是仪器和光路的调整,这些工作要比力学实验和电学实验中的工作麻烦得多,因为光路在一般情况下不易察觉,而且光路通过透镜、平面镜折射和反射后出现左右颠倒、上下颠倒,这些现象常被学生所忽略。所以学生在做分光计的调整实验时大都感到光路非常难调,不易掌握规律。光路调节是一个细致的工作,盲目调节,可     

基于迈克耳孙干涉光程差放大法的微小位移测量

基于迈克耳孙干涉光路,介绍了一种新的测量微小位移的实验方法.通过在迈克耳孙干涉原光路中添加平行平面镜组,使入射光和反射光在反射镜组中多次反射.当平行平面镜之间的距离发生微小变化后,两反射光束之间光程差将会被放大,通过观测干涉条纹的变化可以计算出微小的位移.设计了实验光路,对该方法进行了实验验证.与传统的迈克耳孙干涉实验相比,该方法的测量精度有很大的提高.     

梯度折射率介质下的光路计算与成像研究

使用激光照射具有梯度折射率的介质将形成海市蜃楼现象的光路轨迹"可视化"。主要研究了不同波长的激光在线性和非线性梯度折射率介质中的光路轨迹和成像情况。基于几何光学原理推导了光路方程并使用Matlab光线追迹算法计算了线性和非线性情况下的成像。实验上,通过自制仪器配置有折射率梯度的溶液并观察光路轨迹以及拍摄实物成像。实验拍摄的光路轨迹与理论推导基本一致,为海市蜃楼等现象的演示以及成像问题的研究提供了新的参考。     

激光多普勒测速实验的研究分析

激光多普勒测速实验是基于A-D转换原理,将光信号转换为电信号从而测量斩波器的转动速度。实验要求正确调节光路,理解多普勒原理,学会客观、准确的分析实验现象。文章介绍了实验的基本原理和操作步骤,通过对实验数据的处理分析对实验提出了改进意见。     

光路交叠对强光传输的影响

实验中观察到高能激光束通过光程总长、气体环境等条件相同,但局部布置不同的光路后,其接收光斑峰值功率密度、波前离焦和高阶像差等光束参量有差异.对此问题,选择Z型和X型两种总长度相等的光路在相同气体环境下进行了数值研究.结果表明,产生上述差异的主要原因是由于两种光路中光束交叠区域大小和形状不同引起的气体热效应产生的附加相位有所不同.而且对不同特性的光束,该差异也不同.对高斯光束,两种光路中气体热效应对光束影响的差异较小;对平顶高斯空心光束,两种光路中气体热效应对光束影响的差异较明显.因此,为抑制气体热效应对光束的影响,在考虑其它因素的同时,应尽可能减小光路中的光束交叠区域.     

不均匀温度场中空气密度分布实验研究

利用基本的光学元件和光源,搭建Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪,测量压力对空气折射率的影响和不同热源的热场分布.将传统光学实验与计算机的图像处理技术相结合,求得温度场为等密度线,并对实验现象进行了分析与研究.本实验可作为各类高校的设计性实验.     

基于M-Z干涉仪原理的光纤超声检测

提出了一种基于M_Z(Mach_Zehnder)干涉仪原理的光纤超声检测技术和U形结构的光纤传感器。讨论了光纤传感器与超声波之间的相互作用关系。对传感器的灵敏度与传感光纤的有效长度、U形结构的个数之间的关系进行了理论分析,实验结果和理论分析结果是一致的。通过比较超声波在三种不同入射方式下探测器的输出电压可知,该结构的光纤传感器在声信号垂直入射时由探测器探测到的信号最强,即传感器有很强的方向性,适合于对声表面波的定向检测。     

迈克耳孙干涉仪中附加光程差对干涉图样影响的讨论

用迈克耳孙干涉仪做物理光学实验,教学中出现了在常规中不能出现的奇异现象,本通过分析仪器中的附加光程差,对干涉图样形成的原因作了定性解释,并得出结论。     

基于两点光源的迈克耳孙实验分析

迈克耳孙实验是大学物理中的一个重要实验.本文从迈克耳孙实验出发,讨论两个点光源在空间光场中产生的非定域干涉和承接光屏放在不同方位上所显示的干涉条纹,用Matlab软件做出干涉条纹图样,并对条纹的形状和光屏位置的关系进行分析,进而通过条纹的形状判断出光源的位置.同时,解释实验中的一些现象,由此加深了对干涉原理和迈克耳孙实验的理解,为下一步更好地学习打下基础.     

基于GUI的干涉衍射的实验教学研究

将Matlab用于光学教学,可以更好的解释光学现象的实质.实现了基本的干涉、衍射现象的干涉条纹及光强分布,并利用Matlab的GUI功能将这些干涉和衍射结合起来.在教学中,利用直观的图样,由图释义,在一个界面中可以比较各种光学现象.方便学生进行比较学习.     

色散位移光纤中的四波混频现象的实验研究

采用不同波长和类型的光源作为入射光信号,对色散位移光纤中的四波混频进行了实验研究。实验比较了不同色散位移光纤链组合时产生的四波混频信号的大小,研究表明,为了减小四波混频,应该在每一放大器间距内将零色散点波长距信号光波长较远的光纤铺在最接近掺铒光纤放大器处,而零色散点波长距信号光波长较近的光纤应该远离掺铒光纤放大器。对实验中的各种现象进行了理论分析,提出了一些减小四波混频的有益建议,实验结果和理论分析基本一致。     

Demonstration of two-point velocity measurement using diffraction grating elements for integrated multi-point differential laser Doppler velocimeter

We have proposed a configuration of an integrated multi-point differential laser Doppler velocimeter (LDV) using arrayed waveguide gratings (AWGs) as grating elements. This paper demonstrates two-point velocity measurement using the proposed configuration with diffraction grating elements. An experiment was conducted using a free-space optical setup with bulk diffraction gratings instead of AWGs. The experimental results indicate that velocities at different positions can be measured using the proposed configuration. The measured separation of the two measurement positions was about 20.5 mm, about 11% of the working distance.     

Three-dimensional display of ultrasonic images using a fly's-eye lens.

In order to form a three-dimensional image from a set of two-dimensional cross-sectional ultrasonic images, a simple method making use of a fly's-eye lens in proposed. The depth perception obtained from the reconstructed image using the fly's-eye lens is analysed and an optical configuration that maximizes the depth perception is devised. With this configuration, the synthesis of a three-dimensional image is performed by using a simple object. Results of the experiment show clearly the three-dimensional aspect of the reconstructed image.     

碳酸钙微粒光致旋转的实验和理论研究

理论分析了由于光束轨道角动量和自旋角动量传递以及微粒的特殊形状导致微粒旋转的机理.实验建立了单光束激光光镊装置,不仅可以捕获并移动直径为微米量级的微小粒子,而且利用圆偏振光与微粒之间角动量的传递,实现了对具有双折射特性的碳酸钙微粒的光致旋转.实验中发现微粒的旋转不仅取决于光束的偏振态,还与微粒本身的形状有关,解释了实验中观察到的几种旋转现象.碳酸钙微粒旋转的最高转速达到12转/秒,转速与激光功率成正比.