基于Origin的波动光学实验仿真

以光的干涉、衍射实验为例,介绍利用Origin软件实现光学实验仿真的方法.该方法避免了复杂的编程,易学易用,实现过程简便.其逼真的仿真图样与光强分布曲线,为光学的理论分析与实验教学提供便利,可以引导学生开展探究性学习,加深对光学现象和规律的理解,从而提高教学质量.     

光学实验计算机仿真平台的构建

运用MAILAB构建了-个光学实验仿真平台,实现了包括基础光学中干涉和衍射、信息光学中的光学图像处理以及激光实验的仿真.并利用GUI设计了人机友好的图形用户界面,最后通过mcc编译生成可脱离MATLAB环境运行的可执行文件.该平台可移植性、可扩展性强,用户可直接进行实验项目的选取,实验参数的灵活设置以及实验结果的对比分...     

MATLAB GUI在光学实验教学中的应用

利用MATLAB GUI设计了杨氏双缝干涉、牛顿环干涉等经典光学实验的仿真平台。借助实验仿真平台,有助于加深对相关实验理论的理解;与实际的实验操作相结合,不仅可以激发学生的学习兴趣,也提高了课堂教学效果。     

计算流动显示技术(CFI)在自然对流流场测量中的应用

计算流动显示(CFI)技术通过利用仿真光测实验中光束的运动规律与光学干涉测量方法的数学模型,并根据计算流体动力学(CFD)的结果,获得仿真的光学干涉图像。本文通过计算机模拟数字散斑干涉中激光光束的运动规律得到了封闭方腔中空气自然对流的CFI光学图像,并将此仿真光学图像与实验得到的图像进行对比,指导实验的进行和自然对流中测试参数的计算。     

物理仿真实验的应用

首先简要介绍了仿真实验的发展背景,然后通过具体实例matlab软件模拟仿真了光学中的干涉与衍射的试验,介绍了仿真实验在物理教学中的应用,最后对物理仿真实验的应用进行了总结.     

光学实验的计算机仿真

基于计算机仿真技术,以光学干涉实验和滤波实验为研究对象,应用Matlab软件数值模拟了杨氏双缝干涉实验和多光束干涉实验干涉图形和光强分布图,数值模拟了光学滤波实验字母滤波后的频谱图和字母成像图,结果表明,计算机仿真结果能够清晰的表达出实验和理论的效果。研究结果为光学实验的课堂教学提供了参考。     

"双棱镜测钠黄光波长"实验的理论分析与仿真模拟

首先对"双棱镜测钠黄光波长"实验做了理论分析与研究,通过实验测量数据,对一次成像法和二次成像法相对误差进行了计算,并对实验容易出现的问题及其主要原因做了分析归纳。进而,分别利用Mathmatica和Matlab软件对该实验做了仿真模拟。通过对实验现象的归纳总结和仿真模拟,不仅可以使同学们快速掌握该实验的调节技巧,还可以提高其在光学实验中的学习效率。     

矩形腔的等倾干涉原理

依据波动光学关于光的干涉的原理,具体而详细地分析了一种能产生等倾干涉现象的矩形腔干涉装置,推导并讨论了该结构发生等倾干涉的条件及干涉条纹的分布规律。理论推导与实验结果相互印证,文中讨论了这一等倾干涉原理在光学技术的各领域,尤其是在二维微位移光学传感方面的应用前景,并强调了其对光学干涉理论的教学实践与教研内容的扩充与辅助作用。     

光学干涉在二次电光系数测量中的应用与分析

为了更加深入地掌握光学干涉原理以及晶体材料的电光效应,我们搭建了利用干涉原理的典型光学系统——马赫-曾德尔电光系数干涉测量系统.首先,结合光学干涉原理和晶体材料的二次电光效应,进行了详细的理论推导,证明了测量方法的正确性和可行性.之后,以钽铌酸钾钠(KNTN)晶体作为研究对象,在实验中测量得到了其二次电光系数s11为2.28×10-15 m2·V-2.在此过程中,通过对马赫-曾德尔光学干涉测量系统的理论剖析与实际应用,相信可以帮助同学们更深入地理解和掌握光学干涉、晶体折射率及其电光效应的本质与原理.     

基于Matlab的单轴晶体锥光干涉图样模拟

根据偏振光干涉原理,在Matlab环境中完成晶体电光调制实验中锥光干涉图样的计算模型建构和仿真模拟,其结果图样细致逼真. 在此基础上,模拟出其他情况下单轴晶体锥光干涉图样,从而使复杂的干涉现象变得直观形象,为光学实验教学提供了有效的辅助手段.     

干涉的模拟——VirtualLab虚拟光学仿真软件辅助光学教学

通过光学仿真软件光的干涉的实例运用,阐明了在光学教学过程中,计算机仿真技术的应用对培养学生在将来的生产及科研实践中理解、分析及解决问题的能力的重要性.     

大顶角等腰劈的等倾干涉原理

依据波动光学关于光的干涉原理,分析和介绍了一种能产生等倾干涉现象的大顶角等腰劈干涉装置,推导并讨论了该干涉结构发生等倾干涉的条件及干涉条纹的分布规律;同时指明等腰劈的等倾干涉原理对于薄膜干涉的相似性或等价性,并讨论了其在光学领域可能的应用领域;强调了其对光学干涉的教学研究的辅助作用及内容扩充。     

基于Python的光学现象可视化分析

光的干涉和衍射现象可调参数较多,现象较为丰富,为了较好的理解相关光学现象,借助计算机语言进行可视化分析是非常有效的研究方法。以杨氏双缝干涉实验和夫琅禾费单缝衍射实验为示例,利用Python语言对相关实验现象进行了仿真研究,分析了不同入射波长、不同双缝间距、不同单缝大小等参数下的实验现象。结果表明,采用Python语言具有直观形象、操作简单、参数灵活可调等优点,为相关光学知识的学习提供了有益的支持。     

毫秒激光辐照单晶硅的在线应力损伤研究

为了测量毫秒脉冲激光辐照非透明材料的在线应力及应力应变演化的过程,基于光学干涉理论,针对大功率固体激光器与材料的相互作用,采用马赫-曾德尔干涉的方法,得到了材料损伤的干涉条纹。通过对干涉条纹变化的分析与处理,可以得到材料在线应力及其演化过程。基于光学干涉理论,选择单晶硅作为实验材料,建立comsol仿真模型,并在理论及仿真的基础上开展实验。实验与仿真的r(x)方向误差在11.7%~33.91%之间,z(y,z)方向误差在20.25%~31.34%之间,说明用马赫-曾德尔干涉的方法测量非透明材料的应力具有可行性。实验研究为激光与非透明材料作用过程中在线应力损伤及演变过程研究提供了一个新的方法。     

模拟分析光的衍射与干涉

基于物理光学的惠更斯-菲涅耳原理及基尔霍夫积分公式,应用Matlab软件编程模拟了光的单缝衍射和双缝衍射(干涉),从而形象地给出了衍射和干涉的内在区别和联系,也为相关的光学教学设计提供了新思路.     

基于MATLAB GUI的波动光学仿真平台

利用MATLAB GUI构建了一个波动光学仿真平台,实现了不同条件下波动光学实验的仿真,并设计了人机友好的图形用户界面,最后由mcc编译生成可脱离MATLAB环境运行的可执行文件。该平台具有可移植性、可拓展性强、且具有交互性的优点,能实现传真基本波动光学实验现象的条纹及光强分布等功能,并且能灵活设置实验参数以及实验结果的对比分析。     

基于RTW的单相锁相环控制新方法研究

给出了一种基于DSP TMS320F2812和MATLAB实时代码生成工具(RTW)的单相整流器锁相环控制系统,介绍了MATLAB实时仿真控制系统的搭建过程和实际系统的硬件结构;并在此防控一体化控制平台上,介绍并改进了一种双坐标反馈方法设计锁相环的算法,首先利用Matlab/Simulink工具建立了算法模型,并给出了其仿真结果,结果显示功率因数基本为1;然后将仿真模型转换成实时代码,并将代码烧写到DSP控制实际系统中给出了实验结果,实验结果显示相位差为-2度左右,电流稳定在一定值,与仿真结果吻合,证明了这种由可视化模型生成代码的方法不仅缩短了开发周期,而且提高了系统的能观能控性。     

利用光学干涉法测量液体薄膜特性

将光学干涉的原理与色度学方法相结合,通过计算机编程实现由颜色的色调值到光程差的转换,实现白光干涉图的计算机模拟,通过查表比色法还原薄膜厚度信息.测试了该方法用于理想薄膜和实际液体薄膜的厚度分布信息,效果良好.该实验可在实验室内完成,也可居家完成,可用于光电信息相关专业实验项目和课程内容的扩展.     

高质量光学涡旋阵列的实验研究

将光学涡旋与计算全息技术相结合,提出一种高质量光学涡旋阵列的产生方法.从理论上研究了光学涡旋阵列的形成和分布特征,并模拟仿真产生涡旋光束阵列.基于面向目标的共轭对称延拓傅里叶计算全息方法编码生成光学涡旋阵列的全息图,利用单个反射式空间光调制器光电再现了与理论一致的光学涡旋阵列,并通过马赫-增德尔干涉法对生成的光学涡旋阵列进行验证.产生的高质量光学涡旋阵列提供了更复杂的结构分布和更多的可控参量,且实验光路易实现.研究结果在光学微操控、光通信等领域具有潜在应用价值.     

基于 Ma t l a b牛顿环实验的仿真研究

根据光的干涉理论, 改变牛顿环实验参数, 分析干涉条纹的疏密程度, 采用 Ma t l a b编程, 有效地观测光 强分布情况. 可将抽象的光学规律直观化, 弥补实验条件的局限性, 与真实牛顿环实验相结合, 加深学生对等厚干涉 现象的理解