用激光扫描法合成简谐运动图像

针对传统简谐振动图像演示仪存在的不足,设计了激光扫描法简谐振动图像演示仪。该演示仪用半导体激光器为光源,通过激光将竖直方向的简谐振动和水平方向的往复运动进行合成得到简谐振动图像,通过观察屏可观察到光点振动展开后形成的正弦(或余弦)简谐振动曲线的全过程.     

光电门技术在重力加速度测量中的应用

根据简谐振动的特点，构建出一个简易的弹簧振子简谐振动实验装置，利用光电门技术测量弹簧振子做简谐振动的周期，同时结合最小二乘法处理实验数据，计算出重力加速度.研究发现利用该装置测量的重力加速度，结果准确度高，稳定性好，易于推广.     

UEW-99智能型简谐振动合成实验仪在实验中的应用

UEW-99智能型简谐振动合成实验仪能同时发生出两个频率、幅值和相位可调的简谐振动．在国内高校实验仪器中率先实现了千赫兹级简谐振动的相位调整。该实验仪填补了大学物理实验中有关简谐振动合成的空白，成功地解决了简谐振动实验中的定量和定性研究。     

气垫弹簧振子简谐振动正弦曲线合成演绘仪

针对传统简谐振动图像演示仪存在的不足,气垫弹簧振子简谐振动正弦曲线合成演绘仪利用气垫导轨,在弹簧振子上安装一强激光器,在气垫导轨的前端安放一热转印卷纸的走纸机构,当弹簧振子在气垫导轨上作简谐振动时激光器跟随振子一起运动,强激光打在匀速向上运动的卷纸上,两运动一合成得到简谐振动正弦曲线图像。仪器结构简单,操作方便,学生能很好理解简谐振动曲线的形成过程,演示效果好。     

基于虚拟仪器的多普勒频谱加宽效应的实验

设计了能实现多普勒频谱加宽效应的简单实验装置,用虚拟仪器实时采集观察者相对于声源做简谐振动时的波形图、频谱图.通过对这些图形的分析,可以研究简谐振动的振动周期、多普勒频谱加宽效应等实验内容.     

用光电鼠标做传感器显示振动图像

介绍了用无线光电鼠标做传感器,通过Flash程序显示物体做简谐振动的图像的实验方法,并探究了该方法的实验效果.     

基于Vpython的简谐振动合成可视化研究

二维三维简谐振动的合成是个复杂且抽象的物理问题,使用Python的3D模块Vpython对简谐振动合成进行了可视化模拟,形象直观地展示了简谐振动合成所形成的李萨如图形,并简单讨论了李萨如图形与频率相位的关系.     

力学中的一维势能曲线与简谐振动

介绍了力学中的一维势能曲线与简谐振动的内在关联,对一维势能曲线、简谐振动进行了较为详尽的分析。用单摆与弹簧振子的简谐振动作为实例,进一步讨论了相关的物理问题及具体的物理图象,以期在教学中加深学生对简谐振动的理解与掌握。通过在教学实践中对一维势能曲线与简谐振动所涉及的理论问题和物理图像的具体讲解与分析,培养学生透彻理解物理问题的能力,提高学生发散思维、关联思维及自我学习的能力。     

几个课堂演示实验

一、简谐振动波形的演示演示简谐振动的波形有许多实验,这些实验都存在有这样或那样的缺点.例如,用从振动的小器皿中撒到以恒定的速度移动的板上的细砂来演示简谐振动的波形,很多学生看不清楚.     

利用力学-光学技术实现地磁水平分量实时监控

利用力学和光学技术设计了一种测量地磁场水平分量的装置.在扭力矩和磁力矩作用下,线圈做简谐振动.测量简谐振动的周期和两次平衡位置的相对距离即可计算出地磁场水平分量.该装置结构简单,测量结果准确,可以实现动态实时测量.     

一种提高双CCD图像拼接精度的方法

利用一对光楔间距变化时,通过它的成像光束的像点会产生微小偏移这一特性,在双CCD图像拼接探测器中增加了光楔调整机构,该光楔调整机构包含两对光楔,一对光楔用于CCD水平方向的图像调整;另一对用于垂直方向的图像调整。通过设计、制作,光楔调整机构最终应用于双CCD图像拼接探测器的装调。装调过程显示:加装光楔调整机构对原有光学系统没有任何影响,可以实现精度高于0.001 mm的图像移动量,有效降低了双CCD图像拼接探测器的装调难度,提高了拼接图像质量,降低了生产成本。     

用于变象管测量的Nd:YAG激光器倍频系统

本文叙述了一种新型的Nd:YAG激光器倍频系统,它主要用于诊断皮秒扫描/分幅变象管的静态及动态特性,亦可用于非线性光学和其它超快现象。最后讨论了影响谐波器件转换效率的一些参数。通过计算机模拟确定了这些参数的最佳值,从而使谐波器件的转换效率得到进一步提高。     

基于悬臂梁调谐技术的光纤光栅无源振动监测

采用匹配光纤光栅设计了一种结构简单的振动信号无源监测装置.该装置利用悬臂梁调谐技术能够将微小振动信号转化为光电探测器可探测的光强信号,利用示波器实现实时监测.实验中对振幅为3mm的简谐振动信号进行了监测,测量结果与振动频率一致,可测量7～20Hz的振动,信噪比不低于14.9dB.监测频率受限是因为悬臂梁的性质,如采用金属材料或者采用齿轮组对转子进行减速,该装置可探测更高的频率.     

采用变焦液体透镜的共焦检测系统的设计与仿真

共焦显微技术越来越广泛地应用于微机电系统和半导体器件的三维轮廓测量。设计一种新型采用变焦透镜作为轴向扫描方式的共焦显微系统,利用变焦透镜的焦距变化来代替传统的轴向位移扫描。系统实现了无机械运动的轴向扫描,消除了传统共焦系统中由位移台移动带来的振动,不仅减小了系统的复杂度,而且降低了成本。进一步设计了基于位移台和变焦透镜的两种共焦检测系统,并且对其进行了仿真实验。实验结果表明:基于位移台和基于变焦透镜的共焦系统的聚焦成像和离焦成像结果类似,并且光强的轴向分布曲线也基本相同,表明此方法可行。     

Frequency Doubling of a Laser Diode Using a Domain-Inverted LiTaO3Waveguide with a Monolithic Bragg Reflector

We report wavelength stabilization of a laser diode using a highly efficient distributed Bragg reflector (DBR) grating formed on a LiTaO₃ quasi-phase-matched second harmonic generation (QPM-SHG) device. Fabricating the second-order DBR on the LiTaO₃ waveguide, the reflectivity of 90% and FWHM wavelength bandwidth of 0.2 nm were obtained. By stabilizing the oscillation wavelength of the laser diode, 3.1 mW of blue light was generated in the QPM-SHG device with the monolithic grating.     

滚球混沌运动演示实验

以滚球在3个凹形槽上的受力体现作用的非线性,导轨由电机推动作简谐振动,滚球在导轨上作受迫(滚动)振动,可以把导轨作简谐振动的频率或振幅作为调整参量.当受迫振动的滚球振幅小时,滚球只在1个凹形槽中作简谐振动;当振幅渐渐增大时,可呈现周期倍增和渐至混沌状态.通过观察安装在同一振动滑板上的2套导轨上的滚球的运动,则可以演示混沌运动对初值的敏感性.     

狭缝中蒸发水分子的红外吸收光谱（英文）

本文研究了硅片狭缝内水分子蒸发过程中的红外光谱吸收特性。通过改变相对于硅片狭缝的红外光偏振方向(水平:偏振方向与硅片狭缝方向平行;垂直:偏振方向与硅片狭缝方向垂直),测量了水分子在3900~3600 cm-1(伸缩振动)和1800~1400 cm-1(弯曲振动)的偏振红外光吸收。结果表明,经硅片间隙蒸发出来的水分子,在3900~3600 cm-1(伸缩振动)和1800~1400 cm-1(弯曲振动)区间,对垂直偏振光吸收较强,对水平偏振光吸收较弱,表明毛细效应导致蒸发的水分子偶极矩方向倾向于硅片狭缝的法线方向。     

基于开口环阵列结构的表面晶格共振产生及二次谐波增强

理论研究了二维周期排列的金开口环谐振器的磁共振模式与周期阵列的衍射模式发生强耦合所需满足的条件及其对二次谐波产生效率的影响.通过控制阵列结构在x和y方向的周期大小,使得衍射模式只在其中一个方向产生,当衍射模式的电场方向与入射光电场偏振方向一致时,衍射模式才会与开口环谐振器的磁共振模式发生强耦合作用,产生表面晶格共振进而实现近场场增强.在此基础上,进一步计算了金开口环谐振器阵列的二次谐波产生效率,随着阵列周期逐渐增大,即开口环谐振器的数密度减小,二次谐波强度呈现先增加后降低的趋势,当开口环谐振器数密度降为原来的1/4左右时,二次谐波强度可以增强2倍以上.本文的研究为金属超表面二次谐波产生效率的提高提供了一种新的可能途径.     

轨道振动的非接触测量

ＣＣＤ实时地非接触检测铁轨的振动情况是一种既方便又准确的测量方法。该方法能够测出轨道振动的幅度、频率、相位、加速度等参数。ＣＣＤ非接触测振系统由照明光源、成像系统、ＣＣＤ、检测逻辑接口电路及计算机软件构成。通过实际检测，它能够达到振幅测量精度为０．１ｍｍ，最大量程为１００ｍｍ，频率不低于２００Ｈｚ。该系统可扩展到用非接触方法测量各种机械振动、位移量和物体边沿检测等应用领域。     

纳米ZnO薄膜的反射及偏振特性研究

用电子束蒸发镀膜法制备了纳米ZnO薄膜．通过测量其X射线衍射谱,计算出纳米ZnO颗粒的平均粒径大小为30nm．实验研究了纳米ZnO薄膜的反射和偏振性质,结果表明：当振动方向平行于入射面的线偏振光（简称P光）入射纳米ZnO薄膜时,不存在严格意义上的布儒斯特角,但对于入射角却存在一个临界角β．当入射角小于β时,反射光的振动面随着入射角的增大向左旋转;当入射角大于β时,振动面转而向右旋转;当振动方向垂直于入射面的线偏振光（简称S光）入射纳米ZnO薄膜时,反射光的振动面始终向左旋转．