基于多普勒效应的水波特性实验装置的设计

设计了一种基于多普勒效应的水波特性实验装置,在频闪光源照射下,通过毛玻璃屏,可直接观察多普勒效应的现象,通过设计的光电检测装置测量出水波的频率及频率的变化情况,实现水波多普勒频移的数字化测量.当波源位置固定,波源以一定频率振动,根据多普勒效应,通过实时测量多普勒频率,测量出探头的速度,进而推算出水波波速.该装置有利于多普勒效应的水波特性研究,直观演示了多普勒频移现象.     

光衍射法研究水表面波的性质

将水的表面波视作一种正弦相位型光栅,导出了水表面波衍射光斑间距与其波长的关系,从而利用水表面波对激光的衍射测定了水波波长,确定了表面波成分,即在所用实验频率范围内毛细波占主导地位,验证了表面波的色散关系.     

水下声辐射激励水表面声波的特征参数测量

采用激光干涉方法对水下声辐射激励水表面声波的特征参数频率和振幅进行了测量研究。从理论上对水表面声波激光相干测量信号的频谱构成进行了分析,在此基础上提出了水表面声波两个重要声学参数频率和振幅的解算方法,并通过数值仿真进行了验证。搭建了一套简单的激光干涉测量实验系统,对不同频率和声压激励的水表面声波进行了测量实验,验证了水表面声波频率和振幅解调方法的准确性。对水表面声波横向传播的振幅衰减现象进行了初步的实验研究,结果表明水表面声波的频率越高,振幅的横向衰减越快。研究表明激光相干检测方法能够准确地实现水表面声波振幅和频率的测量。      

水波实验装置的改进

水波实验装置,一般由投影仪、消波水槽、闪频器和水波振动器等组成。该实验效果的好坏,水波振动器振动顿率的稳定性是个关键。常用的振动器是用杠杆与偏心轮组成的机械式振动器;也有用低频振荡源来策动电磁铁振动的电磁振动器。由于上述装置中机械结构的问题,往往使振动器的振动频率,达不到应有的稳定性,造成振动频率与闪频器的开放频率不能同步,观察到的波阵图就不能保持稳定。特别是演示水波的干涉现象,若两者达不到同步,要清晰地观察到波的加强与减弱的位置就比较困难。笔者改用电子振动器,解决了振动器振动频率的稳定性和闪频器同步的问题,使实验效果得到明显的改善。     

电磁谐振水波干涉演示仪的设计研究

本文介绍了一种自制的水波干涉衍射演示实验装置.装置利用低频信号源输出低频正弦信号,经电磁转换驱动振子做简谐振动,振子作为波源在水槽中激发水波观察水波干涉衍射现象.本文定量地分析了装置中最重要的驱动部分和振动部分的物理学原理,给出了控制演示实验效果的有效途径.装置结构简单,易于控制,成本低,实验效果明显.还可演示两列频率、振幅不相等的水波的相遇情况.     

基于希尔伯特变化的微小振动激光多普勒信号处理

为了实现对固体目标微小振动参数的测量,建立了微小振动的激光多普勒信号模型。采用希尔伯特数字运算,将激光多普勒振动信号的即时信号采样转化为信号的谱采样。通过频谱计算得到每个振动周期中瞬时频率的平均数,应用差值采样序列积分计算得到振动频率,最后根据振动信号频率变化与振幅的关系得到振幅。采用希尔伯特方法对实验测试结果进行处理验证,并分析了误差来源。实验结果表明：实验测量目标的振动振幅约为1.85×10-4m,转动的圆频率约为170 Hz。因此,应用希尔伯特变换方法处理测量的目标微小振动信号,获取目标运动的参数是可行的。     

激光自混合干涉测振仪的硬件系统设计

基于激光自混合干涉技术的特点,设计了一种新型半导体激光自混合干涉测振仪系统。系统将频率调制引入自混合干涉中,实现对振动物体的非接触式测量。介绍了激光自混合干涉测振仪的原理、仪器系统的光路系统设计、信号的调制模块设计、解调模块设计以及DSP系统的采集处理模块设计。该仪器体积小、成本低、易于准直、可以非接触式测量,能够测量振动频率在50kHz内的物体,其中包括非周期性振动。可以测量出振动物体的振动频率、振幅以及还原振动波形,振动幅度测量精度可以达到0．325μm,频率精度为1Hz。     

半导体激光微小振动实时干涉测量仪

设计了一种半导体激光干涉测量仪,可以实时测量物体的微小振动。通过信号处理电路对干涉信号进行分析,得到实际振动的振幅和频率。给出了具体的理论分析,实验结果验证了该干涉仪的实用性。     

微型扬声器振动系统阻尼频率特性研究

受材料黏弹性的影响,微型扬声器振动系统的力阻与频率有关。通过理论推导建立了力阻与频率之间的模型,得到了微型扬声器振动系统力阻的计算公式,利用激光测振法测量得到的微型扬声器阻抗曲线和位移曲线可以方便地得到微型扬声器振动系统力阻频率响应,表明了其随频率增加而减小的频率特性。实验表明,采用该频率相关力阻模型计算阻抗曲线、位移曲线和频率响应曲线,与测量值吻合很好,明显好于传统频率非相关力阻模型所得曲线。     

荧光色散谱对FeS(X5△)振动常数的实验确认

基于之前的激光诱导荧光激发谱工作,采用激光诱导荧光色散谱技术直接侦测中性FeS基电子态X5￠振动能级到v″=3而获得其振动常数. 所得FeS(X⁵△)振动频率值(518±5 cm^-1)和最近的光电子能谱测量值(520±30 cm^-1) [J. Phys. Chem. A 107, 2821 (2003)]符合得较好,该光电子能谱测量值是之前唯一报道的FeS电子态振动频率的实验值. 通过比较实验结果和相关文献(主要来自理论预测),确定FeS的基态是X⁵△态.     

激光衍射法测量液体表面波的波长并确定其属性

设计并搭建了一套简易的激光衍射实验装置,通过该装置作者测量了水的表面波的波长,并确定了水的表面波主要成份是毛细成分。     

激光等离子体的声学诊断研究

提出了利用激光等离子体声波对高功率激光与材料相互作用过程进行了诊断的方法。实际测量了波长０．５３μｍ激光与几种金属材料相互作用的过程，其结果与采用春它方法得到的结果基本吻合。     

激光引致激波演化数值研究

在高重复频率激光推进的研究中,激波的合并是发生在激波演化后期的,同时由于脉冲间隔短,脉冲宽度对流场演化的影响也需要详细研究。考虑了激光辐照过程对流场演化的影响,通过数值计算对激波演化特性进行了研究。结果表明,初期波阵面的椭球形状逐渐转化为一个球形,球心与击穿点的距离随时间逐渐减小并最终趋于稳定。基于激波合并的应用,当激波马赫数在1~2之间时,给出了激波波阵面半径随时间的变化规律,以及激波高压区长度和波峰压强随激波波阵面半径变化规律的经验公式。     

Theoretical study of the influence of intense femtosecond laser field on the evolution of the wave packet and the population of NaRb molecule

Employing the two-state model and the time-dependent wave packet method, we have investigated the influences of the parameters of the intense femtosecond laser field on the evolution of the wave packet, as well as the population of ground and double-minimum electronic states of the NaRb molecule. For the different laser wavelengths, the evolution of the wave packet of 6{ }^1\Sigma ^ + state with time and internuclear distance is different, and the different laser intensity brings different influences on the population of the electronic states of the NaRb molecule. One can control the evolutions of wave packet and the population in each state by varying the laser parameters appropriately, which will be a benefit for the light manipulation of atomic and molecular processes.     

约束层对激光驱动冲击波压力影响机理的理论研究

针对刚性约束层、柔性约束层以及液体约束层，从激光诱导冲击波阵面状态、汽化物(包括气体和等离子体)扩散以及冲击波的反射进行分析，发现对于脉宽小于冲击波通过汽化物层的时间间隔的短脉冲激光，约束层并不能直接提高冲击波的冲量，而对于脉宽大于冲击波通过汽化层时间间隔的激光，其增强冲击效果是通过约束汽化物的扩散，提高压力幅值和由于冲击波在约束层与工件表面的多次反射而延长对工件的作用时间来实现的.刚性约束层能最大地增加冲击冲量，而柔性约束层和液体约束层的主要优点是其形状可与非平面形工件表面符合. 关键词： 激光 约束层 扩散 反射波     

Experimental studies of an unstable confocal resonator alexandrite laser

The effects of excited converging wave in an unstable confocal resonator onthe properties of an alexandrite laser are investigated experimentally.The results show thatexciting the converging wave inside the resonator is an effective method to reduce the diver-gence of the laser beam for low gain laser medium.     

激光驱动铝靶产生冲击波和热波的实验观测和分析

 在“星光Ⅱ”上,使用基频光打靶,采用几种厚度的铝介质平面靶,进行了冲击波、热波和稀疏波三波相互作用规律的初步研究工作,成功地观测到冲击波在前和热波在后的物理图像,并发展了相关诊断技术和方法。     

Correlation dimension analysis and capillary wave turbulence in Dragon-Wash phenomena

This paper describes the evolution of surface capillary waves of deep water excited by gradually increasing the lateral external force at a single frequency. The vertical velocities of the water surface are measured by using a Polytec Laser Vibrometer with a thin layer of aluminium powder scattering on the surface to reflect the laser beam. Nonlinear interaction processes result in a stationary Fourier spectrum of the vertical surface velocities （the same as the surface elevation）, i.e. Iω -ω^-3-5. The observed spectrum can be interpreted as a wave-turbulent Kolmogorov spectrum for the case of ‘narrowband pumping＇ for a direct cascade of energy. Correlation dimension analysis of the whole development process reveals four distinct stages during the wave structure development and identifies the wave turbulence stage.     

Selective excitation of the molecular rotational wave packet by two time-delayed laser pulses

In this paper, we investigate the control of the molecular wave packet of a linear molecule by two femtosecond laser pulses. It is shown that the odd and the even rotational wave packets created by a single laser pulse can be selectively excited by accurately controlling the time delay of another laser pulse. By inserting the peak of the second laser pulse at the position of maximum or minimum value around quarter or three quarter rotational period of the slope curve with odd (or even) rotational wave packet contribution that is created by the first laser pulse, the odd rotational wave packet can be enhanced (or suppressed) while the even rotational wave packet is suppressed (or enhanced). As a result, the molecular alignments around quarter and three quarter rotational periods can be obtained. Moreover, it is also shown that by inserting the second laser pulse around the quarter or three quarter rotational periods, the changes in the maximum degree of the molecular alignment for the odd and the even rotational wave packet contributions are consistent with their corresponding slope curves at these positions.     

激光等离子体加速器研究综述

 综述了有关激光尾场加速器、等离子体拍频波加速器、多束激光脉冲驱动的尾场加速器以及自调制激光尾场加速器的概念及其基本特性,概述了近期的实验结果。介绍了等离子体波的产生机理及等离子体波中电子的俘获和加速,并讨论了存在于激光等离子体加速器中的一些限制和今后发展前景。