基于DIS传感器的受迫振动与共振实验探究装置

受迫振动与共振实验是高中物理重要内容,是教学难点.利用可调速的直线电机提供更稳定的驱动力,通过光电门传感器采集驱动频率;设计位移传感器的发射端做为振子,观察受迫振动与共振现象,并实时采集振子的位移与时间图像,通过图像处理获取振子振动的频率和振幅值,采集多组数据,定量探究振子振动的频率与驱动频率的关系,绘制共振曲线,得到...     

CCD位移传感器结构参量计算方法

推导了CCD位移传感器的计算公式,给出了一种位移传感器结构参量的数值逼近计算方法,实验结果表明,利用该方法确定CCD位移传感器的结构参量,可提高测量精度.     

红外微位移传感器在测重力加速度实验中的应用

用单摆测量重力加速度是大学普通物理实验中的一个基础实验,测量的核心问题是如何精确的测量单摆周期,常有秒表法、光电探测器、霍耳位置传感器等方法.这些方法各有优缺点,但无法测出单摆在摆动过程中的运动情况.本文设计的基于红外微位移传感器的精密测量装置,不仅可以对单摆周期进行精确测     

基于计算机视觉的机械运动分析

利用Matlab的计算机视觉跟踪功能,以单摆的大角度运动为例,研究了机械运动的位移与时间的关系,并且直接给出阻尼等不易测量的参量,提高了实验的精度和准确性.     

表面等离子共振谱半波全宽的算法探讨

根据金属薄膜复介电常量的性质和衬底对表面等离子波波矢的微扰,对在波长调制下的表面等离子共振传感器输出光谱的半波全宽计算方法进行了探讨。建立了输出光谱的半波全宽与传感器各参量之间关系的数学表达式。将理论研究与实验结果进行对比后发现,两者吻合较好。文中的研究结果可为优化传感器的特性提供理论依据。     

基于DIS系统测定自制音叉振动频率的研究

利用自制装置将音叉的振动转换为感应电流,使用数字信息化系统(DIS)微电流传感器,变更测量参量,从而测定出待测音叉的频率.     

无限深势阱中受击原子的能谱

研究了一维量子阱中受脉冲驻波场作用的原子的量子运动.利用直接微扰法,给出了该系统的一级近似波函数及能谱随时间的演化规律.通过理论分析和数值计算,得出系统共振的条件,当系统的外加驱动频率ΩD与未受微扰时系统的能级跃迁频率ΩT不遵循此条件时,系统能量的时间演化情形类似于一般KAM系统中所发现的经典混沌的量子抑制.而当ΩD与ΩT满足此要求时,则出现能量的量子共振现象.     

一种基于间歇性正比于系统参量的脉冲微扰控制混沌方法

提出了用间歇性正比于系统参量的脉冲微扰控制混沌方法.用此法分别研究了一维和二维离散混沌系统的控制,获得了稳定的2ⁿP,2ⁿ*3^mP序列和128P,192P的高周期轨道.分析表明,对于一维逻辑斯谛映象的混沌控制,间歇性正比于系统参量的脉冲微扰法与间歇性正比于系统变量的反馈控制法是等效的. 关键词：     

微扰模型分析长周期光纤光栅薄膜传感器

提出了一种新的基于三层阶跃折射率光纤的微扰模型,分析长周期光纤光栅（Long Period Fiber Grating,LPFG）薄膜传感器,并从β2稳定性定理出发推导出适用于薄膜传感器的微扰公式.该模型不仅能够清晰反映薄膜参量与包层模传播常量变化量之间的关系,而且在计算量和计算难度远低于四层波导模型情况下获得与严格求解结果相当的计算准确度.考虑数值计算本身引入的计算误差,该模型能够满足定性和半定量理论分析需要.最后通过长周期光纤光栅液态水膜的挥发实验对该模型进行了初步验证.     

非线性光子晶体中原子辐射光场的非经典性质

讨论了非线性光子晶体微腔中二能级原子在相干场驱动下腔场的频谱特性及光子的统计性质.研究结果表明,当光子晶体的态密度很大时,如果腔场模与原子共振荧光Mollow峰的中心峰共振,则腔场的涨落压缩到量子散弹噪声之下,且与线性光子晶体微腔的情况相比其谱线峰值变大.当驱动场频率较大时光子服从亚Poisson分布,且非常接近Poisson分布. 关键词： 光子晶体 参量振荡 非弹性谱 二阶相关函数     

激光准直铬原子束研究

利用多普勒原理对Cr原子束进行横向准直.为了得到好的激光准直效果必须首先把激光的中心频率稳定在偏离Cr原子共振中心频率－5±0.26 MHz的位置上.经过多次的理论与实验得出了优化的实验参量,并且得出如果探测光束与准直光束不平行会造成横向线宽的展宽.根据实验数据选择合适的实验参量,实现利用多普勒原理横向准直Cr原子束,得到准直后Cr原子束的横向发散角为0.48 mrad, 横向温度为265 μK.     

一种新型双参量光纤布喇格光栅传感器的研制

介绍了一种新型的具有双参量测量功能的光纤布喇格光栅传感器.该传感器采用了特殊的结构,安装了两个不同中心波长的光纤布喇格光栅,可以实现两曲面之间狭小间隙的微小位移和温度的同时测量.实验表明,该传感器结构紧凑、体积小,具有良好的重复性和稳定性,位移测量误差不超过±10 μm,温度测量误差不超过±2℃.     

两模腔中的参量上转换和下转换

提出了一种通过建立双线性二次哈密顿量在量子腔中实现参量上转换和下转换的方案.通常在非线性过程中,介质本身不参与能量的净交换,但光波频率可以发生转换的作用称为参量转换作用.此方案建立在一个四能级原子同时与两经典场和两量子场相互作用的基础上,理论属于非线性光学四波混频范畴.将原子制备在合适的能级上,经典光场与相应的能级发生共振,而同时量子光场与相应的能级产生大失谐相互作用,在强相互作用区域内,原子和腔场失耦合,进而实现腔模的参量转换.根据所制备初始能级的不同以及光场激发能级的差异,分别实现了参量上转换和参量下转换.在利用参量下转换制备压缩算符后,对实验的可行性进行了讨论,并且给出了理论值.结果表明：在级联三能原子中采用一个级联双光子过程代替了原来的两个偶极禁戒跃迁间的经典驱动,可以保证高的不同频率之间的转换效率,并且用于光的量子操控和量子信息处理.     

利用PASCO传感器研究管中声波的共振

利用PASCO传感器测量了共振管中的声压分布,结果与基于多重反射的理论分析符合很好.在此基础上,测量了共振管开口端对管内声波的反射系数及其对频率的依赖关系.     

利用斯托克斯参量验证偏振光

利用斯托克斯参量表示入射光的偏振特性,给出了斯托克斯各参量测量方法与计算原理,通过实验和关系转换,进而可更直观地判断光的偏振态.     

双参量偏振调制光纤传感器输出信号的分离与线性化

分析了用一个传感头实现双参量测量的偏振调制光纤传感器的工作原理，表明该传感器能同时输出两路信号，其中一路利用泡克耳斯效应测电压或利用光弹效应测压力，另一种利用旋光效应测温度。但其输出的两个测量参量之间存在交叉敏感现象，并且其输出呈明显的非线性。因此提出一种基于人工神经网络的双参量偏振调制光纤传感器输出信号分离与线性化方法。以传感器输出作为输入样本，测量参量的实际值作为输出样本，通过训练使神经网络建立传感器输出与其实际感受的测量值之间的复杂非线性关系。计算机仿真与实验结果表明，该方法不仅能在较宽的测量范围内有效地分离两个测量参量，而且能在神经网络的输出端得到理想的线性输出。     

ZnS:Co2+晶体的顺磁g因子研究

采用赵敏光提出的双zeta d-轨道模型,通过拟合平均共价性因子N和电偶极矩μ,统一地解释了ZnS:Co²+的d-d跃迁谱和顺磁g因子,g因子的计算结果分别为2.2482（微扰法）和2.235（完全对角化方法）,与实验值2.248符合得很好.文章对计算中遇到的轨道模型、微扰方法、参量拟合、双旋轨耦合及Jahn-Teller效应等有争议的问题作了阐释.     

利用微扰法分析两个相互耦合的参量四波混频过程

利用微扰法在旋转波近似下分析了铷原子中两个独立的参量四波混频过程和一个耦合的参量四波混频过程.当用超短激光脉冲相干激发这两个参量四波混频过程时,两个过程就会同时出现并且存在相互耦合作用.微扰分析表明,耦合的参量四波混频信号中可以观察到量子拍,量子拍幅度的大小不仅取决于超短脉冲的特性,而且依赖于两个耦合的参量四波混频过程中的相位匹配.     

绿宝石晶体自旋二重态对基态能级的影响及Jahn-Teller效应

应用不可约张量方法和群的理论构造了三角对称晶场中考虑自旋 轨道相互作用,自旋 自旋相互作用和自旋 其它轨道相互作用的3d3/3d7态离子的可完全对角化的120阶微扰哈密顿矩阵.利用该矩阵计算了绿宝石晶体的基态能级、零场分裂参量,研究了自旋二重态对基态能级的贡献.理论计算值与实验值相符合,证明二重态对基态的贡献是不可忽略的.在此基础上,进一步研究了自旋 自旋相互作用、自旋 其它轨道相互作用和自旋 轨道相互作用对绿宝石晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋 自旋和自旋 其它轨道相互作用对绿宝石晶体基态能级和零场分裂参量的影响都是不可忽略的.从而通过理论计算值和实验值的比较,证实了在绿宝石晶体中Jahn Teller效应的存在,它能够对光谱精细结构的分裂提出一些更加合理的解释.     

基于PASCO系统的重力加速度测定

通过对传统实验仪器和测量方法的改造,利用PASCO系统转动传感器测量得到单摆角位移与时间的关系,并使用Science Workshop高功能的数据处理软件DataStudio进行实验数据智能获取,以及MathWorks多功能的数值计算软件Matlab进行数据点的最小二乘法拟合,进而实现对重力加速度的测量,结果表明实验测量值接近公认值.