切线位移法测量微小角度偏转

叙述了将光电传感器的光轴相对固联于地理坐标系的转轴作切线运动并利用其切线位移模拟小角度偏转的方法。根据两轴初始零位对准值及切线位移量,由光电传感器的输出和所对应的角度偏移关系,获取光电传感器光轴的微小角度偏转量。该方法是一种简单有效的小角度偏移光电检测方法,可实现对微小角度偏移量的精密测量和实时读取,角度测量范围:±15°;测角精度:1″。     

光杠杆放大法测量的误差分析及改进方法

分析了利用光杠杆放大法测量微小长度变化量的实验中,光杠杆镜面与望远镜光轴不垂直时,对测量结果所产生的误差。改进了实验装置,安装了两个量角器,可方便调节光杠杆平面镜与光学望远镜的角度,使光杠杆镜面与望远镜光轴能达到严格垂直的效果,从而减小因光杠杆镜面法线与望远镜光轴存在偏转角度而引起的测量误差。     

计算光在引力场中偏折的新方法

利用光的量子论,能量守恒及弱等效原理得出电磁波传播在几何近似下,光线在引力场中的偏转角和波矢的关系. 利用引力场中电磁波方程,在弱场近似下给出了一般的计算光线偏转角度的方法. 具体计算了Schwarzchild引力场中光线的偏折及Kerr-Newman引力场中光线的偏折. 关键词： 引力场 电磁波方程 能量守恒 弱场近似     

基于法布里-珀罗标准具的微小角度测量及不确定度评定方法（英文）

研究了一种基于法布里-珀罗标准具多光束干涉成像的微小角度测量方法。通过计算同心干涉圆环圆心位置变化量(圆心位移量)和成像物镜焦距,实现反射镜微小偏转角度的测量。采用相对测量原理,构建了基于圆心位移量不确定度分量和成像物镜焦距不确定度分量的微小角度测量不确定度评定模型。选取2 mm间隔的F-P标准具进行微小角度的测量实验研究,并进行了数据处理。实验结果表明,在600″微小角度测量范围内,测量不确定度不大于0.132″;在40″微小角度测量范围内,测量不确定度不大于0.045″。该方法可为具有自校准特性的、更高准确度的微小角度测量的实现提供参考。     

基于光栅衍射的弹性模量小角度测量

根据入射光偏转角度与光栅旋转角度的关系,实现了小角度的放大测量,并设计了实验装置应用于弹性模量中金属丝微小伸长量的测量.理论分析和实验数据表明其角放大倍数可超过传统光杠杆法的放大倍数.     

大剪切电子散斑干涉的载频调制与位移场测量

将电子散斑干涉场的载波调制引入到大剪切电子散斑干涉中,通过对参考物的微小偏转引入载波条纹;利用傅里叶变换法,解调出了变形场的相位,从而实现了物体变形场的精确测量。讨论了大剪切载频的调制机理,理论分析表明,调制条纹的空间频率与参考面偏转的角度成正比;因此,控制参考面的偏转角度可实现不同位移量系统的调制。利用中心加载周边固定圆盘进行了典型实验,实验结果证明在大剪切电子散斑干涉技术中可以通过参考面的旋转高质量地实现电子散斑干涉条纹的调制,求解位移场。该系统具有系统简单,不需要专门引入参考光,条纹质量好等优点。该技术可扩展电子散斑干涉的应用范围,有一定的实际应用价值。     

杨氏模量测定仪器的创新与实践

为避免传统光杠杆拉伸法测定杨氏模量产生的实验误差,采用三角支架台的稳定性减少系统误差,通过精准施力装置更加精确高效地施加荷载,避免了因砝码摇晃所产生的误差,进而也保证了实验人员的安全,同时激光发射器的后端因受力影响使得激光发生微小角度的偏转,而激光照射到标尺上能够更加直观、更高精度地观察到变化量,替换掉了传统实验复杂的...     

莫尔条纹技术的三维测角方法研究

针对传统莫尔条纹技术在测量物体偏转角度中不能对多维角度变化进行测量的问题,采用了一种分区间设计的组合光栅方法,并结合光学自准直成像方法构建了一种新的实验系统装置,利用该系统通过测量莫尔条纹的变化实现了对被测量物体偏转角度的三维测量,对合作光学反射镜的偏转角度测量精度优于1”,绕轴转动测量精度优于2”。     

弱磁场中向列相液晶的磁光效应

当外磁场强度比较小时,液晶不会发生Freedericksz转变.利用介电张量分析了扭曲型向列液晶在弱磁场中的旋光效应.通过理论分析表明,线性偏振光经过磁场中的扭曲型向列液晶,会产生左右两束椭圆偏振光.这两束椭圆偏振光在该液晶中的传播速度不同,导致光经过液晶盒后光电场振动面发生偏转.进一步分析表明,对于同一种波长的光,磁场强度越大,其电场振动面旋转角度越大.在相同的磁场强度下,光波长越短,其电场振动面旋转角度越大.如果加上高的偏置电压,使向列型液晶分子长轴方向与外磁场方向平行,线性偏振光经过磁场中的该扭曲型向列液晶,其振动面会也发生偏转.     

基于硅基超表面的高效率大角度光束偏转

提出一种由石英和硅纳米束构成的周期性超表面结构.利用相位分布呈周期性梯度变化的特点,可实现垂直入射光的特定角度偏转,偏转角度可通过改变硅纳米束宽度和周期进行调节.仿真结果表明,当偏转角度在±45°范围内,偏转效率超过60％,远场发散角为3°左右.所提结构简单,结合可调激光器、波分复用器组成光束扫描装置并通过改变波长可实...     

射频击穿等离子体对高功率微波传输特性的影响

利用极化正交的高功率微波合路器,开展了等离子体对于微波传输特性的实验研究.通过改变前级源的功率和脉冲宽度,使得在合路器耦合缝处发生射频击穿,产生等离子体.等离子体扩散进入微波传输主通道,对于高功率微波的传输产生明显的影响,导致微波能量吸收和极化的偏转.初步实验结果表明,等离子体扩散到主通道中心的时间约为3μs,扩散速度约为1μs/cm,等离子体的恢复时间约为5μs.实验测得等离子体导致的微波极化方向最大偏转角度约为4.1?,此时通道内电子个数约为3.7×1015,极化偏转角度与电子数密度以及微波频率相关.     

基于Wollaston棱镜的大角度液晶光束偏转系统

设计了一种能够应用于空间光通信的大角度高精度光束偏转系统。系统采用液晶空间光调制器(LCSLM)实现小角度光束偏转,采用多Wollaston棱镜级联实现角度放大。介绍了LCSLM和Wollaston棱镜的光束偏转原理,并对大角度高精度光束偏转系统进行了仿真分析。仿真结果表明系统能够实现角度范围为±13.25°的光束偏转。国内首次提出运用Wollaston棱镜来实现大角度的光束偏转。     

二次流喷射角度对无阻流板式反推装置的影响

对一无阻流门叶栅式反推装置的流场进行了数值与实验研究,详细分析了不同二次流喷射角度对反推性能参数的影响。结果表明二次流喷射喷射角度影响进入反推窗口的气流方向和气流质量,会对反推性能产生影响。存在一个最佳的二次流喷射角度,能使得反推效果最好。当射流顺着风扇气流的偏转方向进行喷射时会产生最大的射入深度,进而使得更多的风扇气流通过反推窗口偏转出去,表现出最优的反推力性能。     

超越曲面电极结构电光偏转器研究

采用有限元法对几种不同电极结构下电光偏转器的电场分布进行研究.设计出一种具有较大偏转角度的超越曲面电极结构电光偏转器,与圆柱电极结构和双曲面电极结构电光偏转器的性能对比,可知此种电光偏转器的偏转角度更大,电场梯度线性度更高.     

电子散斑干涉载频调制形貌测量方法的分析

根据电子散斑干涉载频调制测量物体形貌的基本原理,物体表面的微小偏转可引入包含物体高度信息的载波干涉条纹。将物体的偏转视为变形,对物体变形与载波干涉条纹之间的关系进行了讨论,得出了离面位移引入载波和面内位移引入含有物体高度信息相位的结论。发现利用典型电子散斑干涉系统测量物体形貌效果最好,并通过实验得到了验证。     

探究安培力实验装置的简易制作方法

通常做通电线圈在磁场中受力偏转的实验是通过导线把线圈悬挂在支架上,这样偏转角度小,甚至不偏转.为了实现新课标中培养学生实验探究能力,笔者利用身边常见材料制成可进行学生分组探究安培力的实验装置.     

基于迈克尔逊干涉的傅里叶变换散斑形貌测量技术

提出了电子散斑干涉载频调制测量物体形貌的方法。采用典型的迈克尔逊干涉光路,将物体偏转一微小角度（等效为物面与参考面间形成空气楔）产生等厚干涉,可在物体的表面引入包含物体高度信息的载波干涉条纹。用CCD采集该载波条纹图,利用傅里叶变换法可解调出物体高度的位相信息,从而实现物体的形貌测量。介绍了电子散斑干涉载频调制测量物体形貌的原理,并进行了实物测量,给出了实验结果。由于该方法采用散斑干涉方法测量物体形貌,所以具有灵敏度高的优点。     

两种不同方法测量材料剪切模量

当一线圈悬挂于铜丝下,会因受到铜丝的扭转力矩而作简谐振动,测量简谐振动周期可以计算出铜丝的剪切模量.线圈通电后,因处于地磁场中而受到地磁力矩,利用光杠杆放大原理,只要测量出线圈通电前后的微小偏转角度,也可计算出铜丝的剪切模量.为了减少测量时间,只要将捕捉到的线圈通电前后的简谐振动图像进行图像数值分析,便可在非常短的时间内测量出线圈偏转角度,达到即时测量铜丝的剪切模量.利用运动学、力学、光学、电磁学原理及图像分析技术综合方法测量材料的剪切模量,既提高了测量精度,又降低了测量成本,易于操作,非常适合在大学物理教学中推广.     

复杂流场的超声-激光测量原理研究

本文从复杂流场—旋涡场参量的超声—激光测试方法的需要出发,论述了超声波产生的声相位光栅对激光产生的偏转效应.并研制了适用于产生空气超声相位光栅的大功率高频超声换能器、位移灵敏接收器、数字相位差测定仪等设备,采用了超声发射的匹配技术等,从而获得了明显的空气超声-激光偏转效应,并且测定了两光束的偏转时间差.本文的结果为利用超声-激光的空气声光偏转效应测量空气旋涡流场参量提供了实验依据.     

三维电子散斑干涉载频调制及其在柴油机上的应用

将电子散斑干涉场的三维载波调制技术应用到三维物体变形测量中.用水平方向、竖直方向及垂直试件表面的三路相干光分别照明物体,在水平和竖直方向通过控制反射镜的微小偏转引入载波,实现位移场干涉条纹的调制;利用物体的微小偏转实现离面位移场干涉条纹的调制;结合傅里叶变换法,分别解调出变形场的位相,从而实现了物体三维变形场的精确测量.将该技术应用到柴油机油泵的三维位移测量上,成功测量了油泵的三维位移场.