计算机模拟拍频法测光速实验

拍频法测光速实验，由于调节过程较为复杂，调节要求又高，使实验较为困难。但利用Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ语言模拟此实验，能在计算机上进行直观的示与仿真，可加深对物理理论与应用的理解。     

光拍频法测光速实验的改进

光速的测定是物理学中一个十分重要的课题,文章介绍光拍法测光速原理,结合现有实验仪器,对原有光拍频法测光速的公式加以变换,光速测量的精度有了很大提高。     

CuBr激光测光速的改进

文章介绍了用一台CuBr激光器可以扩大用于多套光速测量实验的依据和方法     

光拍法测光速的实验误差分析及方法改进

传统的光拍法测光速的实验误差在0.5%到8%之间。本文通过分析产生实验误差的主要原因,总结相关文献提到的改进方法的优缺点,使用CG-IV型光速测定仪,通过改用具有光标功能的YB4325型示波器、使用Excel软件对实验数据进行处理等手段对实验进行改进。通过优化测量方法、多次实测后发现,改良后的实验得到的光速值误差均在1%以下,实验精度得到明显提高,改良效果十分理想。     

光拍法测光速实验中的几个误解

利用光拍法测光速的实验中主要存在3个误解.笔者结合实验教学,从光拍频波的原理、光拍频波的形成和传播以及光拍频波的接收和光路调节3个方面,对光拍法测光速实验中易产生误解的内容进行了剖析并给予澄清.     

用统计的方法研究光拍法测光速实验中的电流表达式

根据光电子具有泊松分布的特点得到一定光强的光入射到光电探测器后,光电流的表达式,并对光电流的起伏误差进行了分析。     

塞曼效应测光速实验中影响精度的因素分析

通常情况下该实验用以对电子的荷质比进行测量。笔者发现,如果进行逆向构思,把电子的荷质比作为已知量时,可重新进行理论推导从而得到真空中的光速值。基于该理论基础重新设计塞曼效应试验,就可以得到测量光速的一种新方法。本文主要就采用这一方法测光速时,对影响测量精度的主要因素进行了分析。     

基于遗传算法的稀疏孔径两次离焦相位差法

稀疏孔径望远镜的子镜装调误差是影响光学系统成像质量的主要因素之一。研究了基于遗传算法的两次离焦相位差法,即在稀疏孔径望远镜系统的两个不同的离焦面上获得两幅图像数据,采用遗传算法,通过最大似然估计目标函数最优化的方法,恢复目标图像并计算出稀疏孔径光学系统的活塞误差和倾斜误差,分析了复原图像的信噪比和方差。结果表明:遗传算法与两次离焦相位差法的结合不但可以精确求得子镜的装调误差,而且能够算出两次离焦的距离。与传统相位差法相比,计算时间相当,实验难度降低。     

基于相关原理的虚拟相位差计的设计

根据相关函数的特性,通过自相关和互相关原理导出适合于虚拟仪器测量的数学表达式,由此设计出虚拟相位差计,体现了虚拟仪器中软件即仪器的观点.     

利用相位差法测量望远镜像差

大气湍流引起的动态波前畸变和望远镜的像差是限制望远镜分辨力的主要因素,如何准确地测量望远镜的像差是进一步提高望远镜分辨能力的关键问题。相位差法利用在焦面和离焦面上同时采集到的短曝光图像,恢复出瞬时波前相位分布,然后根据大气湍流的统计特性进行平均,可以实现对望远镜像差的估计。通过计算机模拟实验,对利用相位差法恢复光瞳上的波前相位和测量望远镜像差进行了研究。模拟研究结果表明,利用相位差法能有效地估计出望远镜像差,估计均方根误差约为0.08个波长。     

大气湍流随机相位差的相关解调算法研究

根据大气光学湍流的光纤干涉测量技术原理及其信号表现形式,针对湍流相位变化的随机性和复杂性,提出了能够实时解调湍流随机相位差的相关解调算法,数值模拟了固定相位差、波形相位差以及符合湍流频谱特征的随机相位差的解调.结果表明,此算法的绝对误差小于10-3,满足湍流测量的要求.该研究为实现光学湍流相位差的动态检测提供了必要的理...     

基于超声相位差法的乙醇汽油浓度测量仪的研制

提出了超声相位差法测定乙醇汽油溶液浓度的新方法,根据该方法设计并制作了超声在线测定仪.利用该仪器建立了温度在290 K时乙醇体积浓度在3％ ～24％的乙醇汽油溶液浓度与相位差之间的关系式.实验结果表明,该超声测定仪能够实时和精确地测定乙醇汽油溶液中乙醇体积浓度,该仪器为精确测量车用乙醇汽油和其他二元溶液开辟了新途径.     

相位差法波前传感系统自身误差的分析及消除方法

针对附加像差为离焦的情况,对焦面位置误差、离焦量误差、图像对准误差以及图像噪声等因素带来的波前传感误差进行了数值模拟,并给出了确定焦面位置、对准焦面图像和离焦面图像、精确计算分光比、确定离焦量以及处理图像噪声的方法。使得传感结果的均方根误差分别由0.088 8λ,0.059 0λ,0.128 4λ,4.170 6λ,0.152 6λ降为0.002 1λ,0.002 1λ,0.002 1λ,0.002 1λ,0.029 2λ。结果表明:这些方法可以有效地减小传感误差,大大提高了传感精度,为相位差法的实际应用提供了重要的技术支持。     

相位差法波前传感系统自身误差的分析及消除方法

 针对附加像差为离焦的情况,对焦面位置误差、离焦量误差、图像对准误差以及图像噪声等因素带来的波前传感误差进行了数值模拟,并给出了确定焦面位置、对准焦面图像和离焦面图像、精确计算分光比、确定离焦量以及处理图像噪声的方法。使得传感结果的均方根误差分别由0.088 8λ,0.059 0λ,0.128 4λ,4.170 6λ,0.152 6λ降为0.002 1λ,0.002 1λ,0.002 1λ,0.002 1λ,0.029 2λ。结果表明:这些方法可以有效地减小传感误差,大大提高了传感精度,为相位差法的实际应用提供了重要的技术支持。     

光拍法测光速实验中的声光效应研究

对光拍法光速测量仪进行了简单的改造,研究了光拍法测光速实验中的声光效应.实验简单易行,声光效应产生的频移直观可见,并可得到频移量与超声波频率的关系.在光拍法测光速教学实验中增加对声光效应的研究有利于更好地理解声光效应及其在光拍法测光速中的应用.     

利用Cramér-Rao理论研究相位差法的最佳离焦量

针对光子数足够多的情况,利用Cramér-Rao理论研究了在选取离焦作为附加像差时,不同的待测波前和目标对最佳离焦量选取的影响。结果表明:在点目标情况下,像差的大小和空间频率对最佳离焦量的影响不大;而在扩展目标情况下,最佳离焦量虽然与待测像差的空间频率关系不明显,但随着待测像差峰谷值的增大而增大。最佳离焦量与目标的结构有关而与其扩展程度关系不大,成像时目标上各点的干扰越大,最佳离焦量越大。     

利用Cramér-Rao理论研究相位差法的最佳离焦量

针对光子数足够多的情况,利用Cramér-Rao理论研究了在选取离焦作为附加像差时,不同的待测波前和目标对最佳离焦量选取的影响。结果表明:在点目标情况下,像差的大小和空间频率对最佳离焦量的影响不大;而在扩展目标情况下,最佳离焦量虽然与待测像差的空间频率关系不明显,但随着待测像差峰谷值的增大而增大。最佳离焦量与目标的结构有关而与其扩展程度关系不大,成像时目标上各点的干扰越大,最佳离焦量越大。     

利用Cramér-Rao理论研究相位差法的最佳离焦量

 针对光子数足够多的情况,利用Cramér-Rao理论研究了在选取离焦作为附加像差时,不同的待测波前和目标对最佳离焦量选取的影响。结果表明:在点目标情况下,像差的大小和空间频率对最佳离焦量的影响不大;而在扩展目标情况下,最佳离焦量虽然与待测像差的空间频率关系不明显,但随着待测像差峰谷值的增大而增大。最佳离焦量与目标的结构有关而与其扩展程度关系不大,成像时目标上各点的干扰越大,最佳离焦量越大。     

基于相位差法的稀疏孔径基准子镜的选择EI北大核心CSCD

介绍了相位差法基本原理,应用相位差法估算稀疏孔径成像系统各子镜误差,分析基准子镜对相位差法计算结果的影响.以Golay3稀疏孔径为例,提出利用稀疏孔径成像系统中的每个子镜单独对目标物成像,计算每个子镜的焦面成像图与原目标物图的算术平均值标准偏差(AMSD),将AMSD值最小的子镜设为基准子镜.分析在实际运用中基准子镜误差大小对系统剩余子镜误差估算精度的影响,最后讨论离焦量对相位差法计算精度的影响.理论仿真表明:利用相位差法对稀疏孔径成像系统各子镜误差进行估算时,必须先确定基准子镜;AMSD值越小,对应子镜的误差也越小,将其作为基准子镜,利用相位差法计算出的系统剩余子镜的误差也越小;在相位差法的计算过程中,改变离焦像的离焦量对计算结果影响不明显.