大口径粗糙球面的检测

 为了解决大口径光学元件在精磨阶段的检测问题,基于电磁场散射理论,分析了在红外干涉仪测量粗糙表面过程中,所产生干涉条纹的对比度与粗糙表面粗糙度之间的关系,并通过测量不同粗糙表面对这一结果进行了实验验证。利用红外干涉仪测量了280#精磨粗糙球面（Φ=1130mm,R=3600mm）的面形,讲述了测量大型粗糙球面时干涉仪的调整方法。从测量结果可以看出,此粗糙球面具有比较明显的球差,面形峰谷（PV）值为0.526λ(λ=10.6μm),均方根（RMS）值为0.117λ(λ=10.6μm)。     

光压效应及其应用

 一、光压效应光的本质是电磁波,电磁波不仅具有能量,而且具有动量。设光子速度为c,频率为v,波长为λ,则光子的能量和动量分别为:E=hv.     

新型离轴反射变焦距光学系统的多视场检测方法

基于对离轴反射变焦距光学系统进行计算机辅助装调研究, 需要检测离轴反射变焦距系统各个视场的波像差, 除零度视场外, 获得包括其他视场的波像差有助于提高计算机辅助装调的准确性, 但是目前已有的波像差检测方法往往只能获得系统零度视场的波像差. 本文针对这个难题提出了一种检测离轴反射变焦距光学系统各个视场波像差的方法, 并应用于离轴三反变焦距光学系统的各视场波像差仿真检测. 该方法在传统自准直干涉法的基础上进行改进, 关键在于采用变形镜代替扫描的平面镜, 并采用夏克-哈特曼波前传感器代替干涉仪, 配合精确标定的激光器光源阵列, 可以实现对离轴三反变焦距光学系统的多视场波像差同时检测. 由理论分析和仿真模拟得出, 该系统在视场(0°, 3°), (0°, 4.2°), (0°, 5.5°), (0°, 7°), (0°, 9.8°), (0°, 14°)处经过变形镜补偿后的剩余波像差的RMS值分别为0.00039λ, 0.00075λ, 0.0024λ, 0.00017λ, 0.00053λ, 0.0057λ, 分析仿真结果表明此检测方案是可行的, 且适用于离轴反射变焦距系统的计算机辅助装调技术的研究.     

便携式泰曼格林型干涉仪装调方法研究

 为满足光学系统对高精度检测的要求,依据一种新型便携式干涉仪的设计方案,研究了装调方法。该型干涉仪基于改进的泰曼-格林光路结构,其设计测试精度达到λ/10（P-V,λ=630 nm）,具有参考镜离轴、体积小巧、便携、精度较高、成本低及便于批量装备等新特点。针对该新型干涉仪的结构特点,研究了以两个互相垂直的光轴为基准对整体结构进行装调的新方法,并用装调完善的干涉仪进行了实测试验和比对试验。试验结果表明,该新型干涉仪器对已知面型精度为λ/10（P-V,λ=630 nm）的标准球面镜进行检测,其精度可达到0.09 λ;在相同的测试条件下进行比对实验时,该新型干涉仪对普通标准球面镜的检测结果为0.053 λ（RMS,λ=630 nm）,ZYGO干涉仪的检测结果为0.051 λ（RMS,λ=632.8 nm）,两者测量能力较为接近。采用新装调方法进行装调的该新型便携式干涉仪的实际检测精度达到了设计要求,新装调方法可以满足该新型干涉仪的指标要求。     

关于盘卷链条落体运动的讨论

应用变质量公式、动量定理和质心运动定理讨论盘卷在桌上的链条的落体运动及能量关系。     

喷气箍缩等离子体X射线椭圆弯晶谱仪研究

为了测量喷气箍缩等离子体X射线的空间分辨光谱,利用椭圆聚焦原理,研制了一种椭圆晶体谱仪.分别利用Si(111)、Mica(002)椭圆晶体作色散元件,离心率均为0.948 0,布喇格角为30～67.5°,光谱信号采用半径为50 mm的半圆形胶片接收,从等离子体源经晶体到胶片的光路长为1 430 mm.在“阳”加速器装置上进行摄谱验证实验,成功获取了氩喷气等离子体X射线的光谱.测量光谱波长与理论值相符,其中Si弯晶获得的光谱分辨率(λ/Δλ＝200～300)低于Mica弯晶获得的光谱分辨率(λ/Δλ＝500～700).实验结果表明,该谱仪适合于喷气箍缩等离子体X射线的光谱学研究.     

利用遗传算法设计可见光波段全能反射器

介绍了遗传算法在设计宽频带全能反射器中的应用.设计的关键是通过遗传算法寻找到不同一维准周期光子晶体间的最佳组合方式以及光学厚度以便形成一个光子晶体异质结.利用传输矩阵法分析了一维准周期系统中的电磁传输特性.计算结果表明,准周期光子晶体的全方向反射带宽受晶胞单元以及周期数的影响.根据这些规律,用遗传算法成功地优化了光子晶体异质结的结构并得到两种适用于可见光波段的高性能全能反射器.例如结构为(HLLHL)13(HL)13( LHL)15 ［注: nL=1.46,nH=2.6,dL=0.218λ0/nL且dH=0.201λ0/nH］的反射器在可见光波段内的全方向反射带宽达到了88.42% (446 nm~779 nm).     

人眼视网膜成像自适应光学系统的初步试验和改进

搭建了一套基于液晶空间光调制器的人眼视网膜成像自适应光学系统,进行了活体人眼视网膜的初步实验.经过系统闭环校正,PV值和RMS值分别从2.293λ降低到0.176 553λ,从0.55129λ降低到0.105 11λ,接近衍射极限的水平.获得了较为清晰的人眼视网膜细胞图像,验证了液晶空间光调制器在人眼视网膜高分辨率自适应成像中应用的可行性,并针对试验中的遇到的激光散斑以及照明控制等问题,对原系统提出了一些改进设计.     

利用铕(Ⅲ)-诺氟沙星-十二烷基硫酸钠的 光致发光及稀土敏化荧光法测定硫酸新霉素的浓度

室温下,在pH=7.4的氨-氯化铵缓冲溶液中,铕(Ⅲ)与诺氟沙星反应形成稳定络合物,产生稀土敏化荧光,其最佳激发、发射波长分别为λ_ex=340 nm、λ_em=612 nm,表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的加入使其荧光强度进一步增加。在该反应体系中加入适量硫酸新霉素溶液,铕(Ⅲ)与诺氟沙星络合物的激发、发射峰位置不变,但荧光强度降低,据此建立了灵敏的测定硫酸新霉素的荧光分析方法。硫酸新霉素的浓度在0.909~22.72 mg/L范围内符合线性关系。该方法的检出限为0.40 mg/L,可用于片剂及滴眼液中硫酸新霉素含量的测定,快速、简便、结果满意。6次平行测定的回收率为90.5%~102.3%,相对标准偏差为1.4%~3.5%。     

带有质量的Wilson费米子的格点Schwinger模型中Mv对m的变化率的计算

用变分法计算带有质量的Wilson费米子的格点Schwinger模型中矢量介子的质量M,从而求出M、对费米子质量m的变化率M_v/m(m=0处),结果与连续理论的准确解十分接近.     

大口径望远镜波像差的外场检验方法

为在外场环境下对大口径望远镜进行系统波像差的检验,研制了一套具有高探测能力的Shack-Hartmann波前传感器.利用恒星作为光源,对口径1 m、焦距11 m的大口径望远镜进行了波像差检验实验,测量结果为系统波像差在0.39λ~ 0.46λ RMS之间,且随着俯仰角的增加而增大,主要像差形式为3阶0°像散,与星点检验的结果一致.     

浅谈里德伯常数

 1.里德伯常数的由来用光谱仪分析氢放电管和某些星体的光谱,即可获得H原子光谱。瑞士科学家巴末尔长期研究原子光谱线。1884年6月25日在巴塞尔自然科学协会的演讲中,他公布了一个关于氢光谱波长规律的经验公式。同年又发表在当地的一个刊物上,1885年又刊载在《物理杂志》上,他根据实验结果得出在可见光区的氢光谱分布规律的经验公式:λ=Bn2n2-22,式中B是一常数,等于36456纳米.     

学部委员钱临照教授主持 从单摆到混沌

 1978年费根鲍姆（M．Felgenbaum）发现了有关倍周期分岔系列的一些性质,用λ_κ代表第κ次分岔出现时的λ值,则相继分岔间隔之比趋于一个常数.     

激光全息技术及其在医学中的应用

 1948年英国科学家伽伯在研究电子显微镜的分辨本领时提出了全息理论并开始了全息照相的研究工作。但是由于缺少理想的相干光源,研究工作进展缓慢,直到1960年梅曼研制出世界上第一台红宝石激光器以后,激光的高度相干性和高强度为全息照相提供了理想的光源。在1962年利思和厄帕特尼克斯提出了离轴全息图以后,使全息技术的研究与应用进入了一个新阶段。由光的波动理论可知,从物体表面发出的光波可表示为:Ｙ=Ａｃｏｓ(ωｔ+φ-2πγλ),其中Ａ是振幅,表示光强的大小,(ωｔ+φ-2πγλ)是位相,表示光在传播过程中各点所在的位置和振动方向。     

气相沉积法制备均苯四甲酸二酰亚胺纳米材料及传感应用

以均苯四甲酸二酰亚胺（PMD）为原料,采用真空气相沉积法制得PMD纳米自组装材料,由此建立了测定三硝基甲烷的荧光化学传感新方法。采用真空气相沉积法自组装PMD纳米材料,并用扫描电镜、透射电镜、红外光谱、紫外光谱、差热分析及荧光光谱对材料进行了表征。扫描电镜图像显示,PMD纳米材料呈带状网络结构,长度为30~100 μm;TEM图像表明,PMD纳米带宽度为100~300 nm,其中纳米线直径为120~220 nm。在PMD分子自组装过程中,分子间氢键、π-π等弱相互作用是构筑纳米结构的主要驱动力。一些较低沸点有机分子蒸汽对PMD纳米材料的荧光（λ_ex/λ_em=377 nm/495 nm）有猝灭作用,尤其是PMD纳米材料对三硝基甲烷有灵敏的响应。测定三硝基甲烷的线性范围为2.19×10^-5~1.37×10^-4 mol/L,R²=0.995,检出限为1.02×10^-6 mol/L。     

堆积刚性链条下降的多次碰撞求解

针对大学物理中堆积链条的下降问题,引入了空间位置上速度跳跃间断点的描述,利用完全非弹性碰撞的模型细致推导了下落过程中每下降一段链条的机械能量损失和多次碰撞后的总机械能损失,明确给出了下降n段链条的速度、下落时间,讨论了从离散到连续的极限过渡.     

调制激光场中Rydberg原子的电磁感应透明

本文主要研究了调制探测激光场中铯Rydberg 原子阶梯型三能级系统的电磁感应透明(EIT) 效应. 铯原子基态6S_1/2, 第一激发态6P_3/2 和Rydberg 态形成阶梯型三能级系统, 探测光作用于6S_1/2 (F = 4)→6P_3/2(F' = 5) 的跃迁, 耦合光在Rydberg 跃迁线6P_3/2→49S_1/2 附近扫描, 形成Rydberg 原子EIT. 当对探测光频率施加一个几kHz 的调制时, 调制解调后的EIT 信号分裂为两个峰, 双峰间距与调制频率无关,而与调制幅度导致的失谐量大小(频率调制幅度) 成正比, 双峰间隔的一半等于探测光频率调制幅度的λ_p/λ_c = 1.67 倍. 实验结果与理论计算相一致. 本文的研究结果可应用于激光线型和频率抖动的实时监测.     

水下爆炸气泡作用下梁中垂损伤及流场变化特性

 以水面箱形梁模型为研究对象,利用数值计算和实验验证相结合的方法,对梁在水下爆炸气泡作用下的中垂损伤特点进行了研究,确定了中垂弯曲载荷的形成原因,深入分析了气泡运动时周围流场的变化特性;研究了爆炸参数对梁响应特性的影响,初步提出了梁发生中垂损伤的条件。研究发现：在爆炸气泡收缩阶段,结构和气泡之间的流场形成一个“凹”型分布的低压区,导致梁发生中垂弯曲变形;当爆径比参数λ满足1<λ<2.5时,爆炸气泡对梁结构的中垂损伤作用明显,且λ越小,等量炸药对梁的整体损伤作用越大。     

子孔径拼接检测大口径非球面技术的研究

为了无需其他辅助光学元件就能够实现对大口径非球面的测量,提出了子孔径拼接干涉检测方法。并基于齐次坐标变换、最小二乘法以及Zernike多项式拟合建立了综合优化和误差均化的拼接数学模型;开发了子孔径拼接检测非球面算法软件,进行了计算机模拟和仿真实验;设计和搭建了子孔径拼接干涉检测装置,并利用子孔径拼接实现了对口径为350mm的双曲面的检测;为了分析和对比,对待测非球面进行零位补偿检测实验,子孔径拼接所得的面形分布和零位补偿检测所得的全口径面形分布都是一致的,其面形误差PV值和RMS值的偏差分别为0.032λ和0.004λ(λ=632.8nm)。从而提供了除零位补偿检测外另一种定量测试非球面尤其是大口径非球面的手段。     

空间遥感器高体份SiC/Al复合材料反射镜组件设计

为消除反射镜与支撑结构材料线胀系数差异产生的热变形对反射镜面形精度、系统成像质量的影响, 采用高体份SiC/Al复合材料作为新型反射镜组件的材料。首先, 通过合理的结构设计及有限元分析比较, 确定了Ф600 mm口径反射镜结构参数, 然后, 对反射镜组件进行了静力学和动力学分析, 在1 g重力载荷作用下, 反射镜X、Y、Z方向去除刚体位移后的镜面变形RMS值分别为12.6, 12.7, 12.6 nm, 达到了λ/50(λ=632.8 nm)。最后, 为了验证高体份SiC/Al复合材料反射镜组件的结构性能及检验结构在振动条件下的抗干扰能力, 对反射镜组件进行了力学试验, 反射镜组件的一阶谐振频率为556.6 Hz。力学试验前后, 反射镜镜面面形误差RMS分别为0.021λ、0.025λ, 没有明显变化。实验结果表明:高体份SiC/Al复合材料反射镜达到了与SiC材料反射镜相同的设计指标要求, 能够满足空间应用。