激光噪声对声频段横向小位移测量精度的影响

本文研究了由厄米高斯模TEM00作为信号光场、TEM10模作为本地光组成的小位移产生及平衡零拍探测系统,实验上开展了基于该系统的声频段(20 Hz～20 kHz)横向小位移的产生和测量,讨论了系统散粒噪声、指向性噪声和激光强度噪声对最小可测位移量的影响。通过噪声测量实验结果,当信噪比为3 d B时给出了声频段不同频率处的最小可测位移量,其中1 kHz处为3×10~(-9)m,10 kHz处为1.2×10~(-10)m,15 kHz处为0.85×10~(-10)m。本文为小位移测量系统中抑制声频段激光噪声,减小系统指向性噪声的实验和理论研究奠定了一定的基础。     

对2010年高考全国卷Ⅰ第21题答案的质疑

题目:(2010年高考全国卷Ⅰ第21题)一简谐振子沿x轴振动,平衡位置在坐标原点.t=0时刻振子的位移x=-0.1m;t=4/3s时刻x=0.1m;t=4s时刻x=0.1m.该振子的振幅和周期可能为     

合成双射流激励器振动噪声特性

合成双射流激励器工作噪声远低于合成射流激励器工作噪声, 但其噪声特性仍然限制了其应用于笔记本电脑、空调、冰箱等室内电子设备散热. 为降低合成双射流激励器整体噪声, 采用数值模拟的手段探究合成双射流激励器在不同边界条件下的振动噪声特性, 为合成双射流激励器降噪设计提供指导. 结果表明: 压电振子与壳体的振动共同影响着激励器振动噪声声压级大小; 夹持条件对振动噪声影响很大, 压电振子处于夹支条件时, 激励器的振动噪声声压级比压电振子处于简支时的激励器最大声压级低10 dB.      

用示波器显示钢锯条的振动曲线图形

用慢扫描示波器显示物体振动(包括弹簧振子,锯条振动和单摆等)的振动曲线的关键问题是如何将机械振动的位移信号转换成电信号。目前常用的方法是用电解槽中的分压器法。它的构造原理如图1所示。 (1) 简谐振动的位移时间曲线取一根普通的钢锯条     

Nb_3Sn超导带材在高磁场下的临界电流

本文报告了扩散Nb_3Sn和气相沉积Nb_3Sn带材样品在4.2K、高磁场(～22T)下的临界电流测量结果,表明这两种材料具有良好的超导性能,在12T下,其Jc(Nb_3Sn)分别为3.0×10~3A/cm~2及2.9×10~5A/cm~2;在15T下分别为1.4×10~5A/cm~2及6.0×10~4A/cm~2.文中对测量结果进行了简要评价.     

采用相对论多组态Dirac-Hartree-Fock方法对Mg原子同位素位移的理论研究

利用相对论多组态Dirac-Hartree-Fock方法研究了Mg原子基态到低激发态~1S_0-~1P_1和~1S_0-~3P_1两条跃迁谱线的同位素位移参数,包括正常质量位移系数,特殊质量位移系数和场位移因子,并计算了~(24)Mg,~(25)Mg和~(26)Mg三个稳定同位素的同位素位移.在计算中采用了一种受限制的双电子激发模式,并将同位素位移计算结果与已有的实验测量和理论计算结果进行了对比.结果表明,用本文的研究方法计算的Mg原子同位素位移与其他理论结果和实验测量值十分符合.本文的计算结果可以为~(20-40)Mg同位素位移测量实验提供必要的参考,所用的计算方法也可以应用到其他类Mg体系(核外电子数等于12的离子)等多电子离子的光谱结构计算和同位素位移的研究中.     

压电条SH声辐射场研究

具有一定宽度和厚度的无穷长压电条置于均匀各向同性半空间上, 压电条在电激励下产生机械振动从而在整个空间产生声场. 将压电条取为6mm晶系, 其对称主轴沿长度方向. 针对这 种压电换能器结构, 深入研究了SH波的激发和辐射特性. 首先将压电条中的声场展开为傅里 叶级数, 而将压电条下的无界半空间中的声场展开为傅里叶积分, 然后根据边界条件得到了 整个空间中声场的求解方案, 通过数值模拟计算了声场的分布特性, 并和传统方法进行了定 量的对比和分析. 最后采用最陡下降法(鞍点法)研究并得到了压电条声辐射场的远场近似表 达式, 分析了声场的指向性规律. 结果表明只有当频率f和压电条宽度a的乘积 fa<1 kHz·m 时, 传统方法得到的结果是可靠的，当频率升高时，压电条内应力和位移呈振荡式分布，频率愈高振荡愈激烈，且与传统方法的差异愈大.本文对声学微系统与声传感器件的研究具有 重要意义. 关键词： 压电条 6mm晶系 表面位移 指向性因子     

用于中红外甲烷检测的压强测量与补偿（英文）

利用一个波长为3.291μm的室温连续、带间级联激光器和一个有效光程长为54.6 m的多通池,研究了用于中红外甲烷检测的压强测量及补偿技术。通过对测得的甲烷直接吸收光谱信号进行洛伦兹吸收线型拟合,测量了吸收池内气体压强并补偿了压强变化对甲烷浓度的影响。利用浓度为2.1×10~(-6)的甲烷气体样品,在1.33×10~4~10.64×10~4 Pa的范围内进行了压强标定;对压强为9.31×10~4 Pa、浓度为2.1×10~(-6)甲烷气体样品的压强测量结果进行阿仑方差分析,结果表明,当积分时间为2.2s时,压强的测量精度约为219.5Pa。在1.33×104、3.99×10~4和6.65×10~4 Pa三种不同压强条件下,对浓度分别为1.0×10~(-6)、1.2×10~(-6)、1.4×10~(-6)、1.6×10~(-6)、2.1×10~(-6)甲烷气体样品的浓度和压强做了15组测量,验证了所给出的压强测量和补偿技术的可行性。     

积分球冷原子钟探测光功率自动稳定实验研究

建立了微瓦量级的激光功率自动稳定实验装置,通过自动反馈控制声光调制器的衍射效率,实现了激光功率的自动稳定。激光功率稳定后,激光相对强度噪声得到有效抑制,接近散弹噪声极限,激光功率的长期稳定度优于2×10-5(1000s)。推导了功率自动稳定系统的环路方程,分析了激光功率稳定环路对相对强度噪声的抑制作用。稳定后的激光应用于积分球冷原子钟的钟跃迁探测,对原子钟稳定度的影响小于1×10~(-13)τ-~(1/2),积分球原子钟的频率稳定度优于5×10~(-13)τ~(-1/2)(τ为取样时间)。     

典型光流算法在条纹位移测量中的分辨力和测量范围

分析了Horn-Schunck全局光流算法和Lucas-Kanade局域光流算法在条纹位移测量中的分辨力和测量范围,结果表明:当Horn-Schunck算法的相对误差和Lucas-Kanade算法的相对误差小于2%时,两种算法的相位分辨力都能够达到10~(-13)π,对应像面上的位移分辨力为1.6×10~(-12) pixel,两种算法在理论上与四步相移法的分辨力相当;在有噪声的情况下,两种算法的分辨力都达到了0.01π,对应像面上的位移分辨力为0.16 pixel;在相对误差小于2%、方均根误差小于3%时,Horn-Schunck算法和Lucas-Kanade算法的测量范围分别为0～17π/100和0～52π/100,分别约为0～π/6和0～π/2,并且测量范围受噪声的影响很小。     

弛豫铁电单晶弯曲梁矢量水听器研究

研制了一种弛豫铁电单晶(PMNT)二维矢量水听器,矢量通道和声压通道分别由两个正交压电单晶复合弯曲梁振子和PZT-5压电陶瓷圆管组成。基于弹性力学理论和水下质点振速测量原理对弯曲梁矢量水听器进行建模,推导给出了接收电压灵敏度表达式,分析了弯曲梁应力分布对矢量水听器接收性能的影响以及PMNT压电单晶材料与弯曲梁结构的匹配问题。在理论分析的基础上,研制了PMNT压电单晶和PZT、-5压电陶瓷矢量水听器样品并进行测试。测试结果表明:压电单晶矢量水听器与压电陶瓷矢量水听器相比,接收电压灵敏度提高11 dB,自噪声降低3 dB,测试结果与理论结果相符。      

基于光纤放大增强型光声光谱的H2S与CO2检测技术

高浓度的CO_2会对H_2S的检测精度产生较大影响。本文提出了一种基于光纤放大增强型光声光谱的H_2S与CO_2检测技术方案,采用单个分布反馈式激光器串联高功率掺铒光纤放大器作为光声激励光源,实现了对H_2S与CO_2的同时高精度检测。分析了CO_2在所选H_2S吸收线处对H_2S检测产生的干扰,同时利用检测到的CO_2浓度对测量的H_2S浓度进行修正。实验结果表明,修正后的H_2S浓度偏差保持在-5%～5%以内。使用Allan方差分析对系统的检测极限进行了计算,当积分时间为1 s时,该系统对H_2S和CO_2的检测极限分别为656.3×10~(-9)和25.2×10~(-6);当积分时间为100 s时,系统对H_2S和CO_2的检测极限分别为61×10~(-9)和2.6×10~(-6)。计算得到的对H_2S检测的归一化噪声等效吸收系数为5.5×10~(-9) cm~(-1)·W·Hz~(-1/2)。本系统具有检测精度高和稳定性好的优点。     

惠斯通电桥实验中高灵敏度档位下最佳桥臂电阻的探讨

惠斯通电桥的灵敏度与检流计的灵敏度有关,当检流计灵敏度档位是4×10~(-6)A/格和4×10~(-8)A/格时惠斯通电桥比较容易调节平衡,但是当检流计灵敏度档位是4×10~(-9)A/格时,惠斯通电桥很难调节到平衡的状态。为了解决高灵敏度档位下惠斯通电桥难以调节到平衡的问题,我们在高灵敏度档位的前提下研究了桥臂比和桥臂电阻对实验测量和相对不确定度的影响。当桥臂比R_1/R_2=1/10时,任意的桥臂电阻都可以使电桥平衡,从而测量出待测电阻的阻值。当桥臂比R_1/R_2=1/1时,桥臂电阻处于11 000Ω至13 000Ω时电桥可以调节到平衡。     

激光反射镜薄膜散射的测量

本文介绍在可见光区内对激光反射镜进行光谱散射测量的方法和测量的一些结果.对测量误差进行了分析,并采取了一些相应措施,估计测量的相对误差约为±15%,即对1×10~(-3)量级的散射率,测量的绝对偏差约为±1.5×10~(-4).测量结果与理论计算和实际情形基本吻合.结果表明,目前21层λ/4 TiO_2-SiO_2硬膜激光反射镜的散射率一般在5×10~(-4)～2×10~(-3)范围,起伏较大,反射率的高低主要受散射损耗限制.     

超声波速度和衰减的综合测量装置

本文描述新研制的一台高精度的超声波速度和衰减综合测量装置,它将脉冲叠加法,脉冲回波重合法和回波选通比较法都组合在一套仪器内,可自动地连续测量声时的微小变化,精度达2×10~(-7);可手动地测量声波渡越时间的绝对值,精度达2×10~(-4);可自动地连续测量超声波在煤质内振幅的衰减量及其随外界(如温度,应力等)的变化,在30dB的范围内精度达到1×10~(-2)。声速和衰减的测量值由数字显示。     

75kG高均匀度Nb-Ti超导磁体

本文报道一个75kG Nb-Ti超导磁体.在直径2cm的球体内,磁场均匀度为7.52×10~(-5).当磁体通过超导开关闭环运行时,磁场的时间稳定度为2.33×10~(-5)hr~(-1)。并且通过我们发展的一种新方法,使磁体在闭环运行时,可以用微调线圈进行磁场的细微调节。     

像散法对微位移和微振动的实时测量

提出了一种通过对光学像散量的检测来实现对物体的微位移和微振动进行实时非接触测量的新方法.该方法采用四象限光电探测器测量由于物体相对于光学系统焦点的偏离而引起的像散量,参照已标定的物体位置与像散量之间的关系,可计算出物体的实际位移或振幅.利用这套系统对压电陶瓷片的振动状态进行了测量,得到了振动的振幅及频率.测量结果表明,该系统的测量灵敏度优于17 nm.     

Ca_3NbGa_3Si_2O_(14)晶体的介电和压电特性

利用Y切和 (yxl) 30°切两种样品测量了Ca3NbGa3Si2 O1 4晶体的介电、压电和部分弹性参数 .计算了 (yxl)θ切型相关压电常数随切角的变化 .与La3Ga5SiO1 4晶体相比 ,Ca3NbGa3Si2 O1 4晶体具有更优良的压电性能 ,其压电常数d1 1=7 93× 10 - 1 2 C N ,d1 4=- 5 88× 10 - 1 2 C N .     

点源异位同步移相法检测平行平晶的光学均匀性

为了避免平行平晶测量时前后表面干涉的影响,基于点源异位同步移相原理,提出一种均匀性绝对测量方法.测量分为平行平晶前后表面干涉测量、平晶透射波前测量、干涉仪空腔测量三步.每步通过在同一时刻抓拍的四幅移相干涉图恢复波前,最终由三次测量结果计算平行平晶的均匀性分布.在非抗振平台上测试了一块厚度为60mm的光学平行平晶,被测样品均匀性偏差的峰谷值为ΔnPV=3.32×10~(-6),均方根值为ΔnRMS=2.63×10~(-7).检测结果与波长调谐干涉仪测量结果的峰谷值偏差为ΔPV=5×10~(-7),均方根值偏差为ΔRMS=-7×10~(-9),具有较高的一致性.所提方法在环境振动条件下对平行平晶均匀性检测精度可达1×10~(-6).     

用单臂电桥测量低值电阻

我们知道,在测量中值电阻(10～10~5Ω)时,通常不去考虑连接导线本身的电阻以及导线、元件与接线柱间的接触电阻对测量结果的影响。但是,当测量的对象为低值电阻(1～10~(-6)Ω)时,接线电阻和接触电阻(约为10~(-2)～10~(-3)Ω)的影响就不能再忽略了。