利用自混合干涉效应的条纹计数法对扬声器振动特性的实验研究(英文)

基于半导体激光器的自混合干涉效应，通过实验研究了扬声器的振动特性。实验中，用粘在扬声器振膜上的反射镜作为目标物体（该反射镜的反射率为95％，扬声器用50Hz的正弦波驱动）,然后通过条纹计数法获得扬声器的振幅。实验结果表明，在一定范围内，扬声器的振幅与驱动电压呈线性关系。该实验装置极其简单紧凑，自混合干涉信号也十分清晰，实验方法迅速，价格低廉，易实现，而且不需要专用电源，也不需要其他的光学仪器，这一系列优点充分表明自混合干涉技术在振动测量领域具有广阔的发展前景。     

硅光电池实验设计

采用开放式的实验平台设计了硅光电池系列实验,测量了硅光电池在全暗和光照下的伏安特性,开路电压、短路电流和输出电压与光照强度的关系,以及短路电流和开路电压与温度的依赖关系.实验内容包含电学和光度学知识,学生可以掌握硅光电池的工作原理和基本特性.     

五像限法太阳自动跟踪仪

介绍由两心圆组成的等面积五像限光测量装置工作原理，即当光线与光电池垂直时其投影光斑经过一透镜后正好安全覆盖五片光电池，当光线与光电池成一夹角时，其投影光斑必然发生偏移，将光主在光电池上的偏移转移成光电流差值的变化，实现装置自动跟踪太阳。     

光电混合点火单元实验和安全性改进

基于串联光电池阵列和半导体桥(SCB)点火器的组合运用设计了光电混合点火实验装置(图1)：光电池阵列(PV-array)将二极管激光器(LD)发射的准连续波激光转换成电能并存储在电容器(6．8μF／125V)中，示波器通道3(CH3)用于监测电容器充电，当充电电压达到最大值(大于50V）时，闭合触点开关K，触发MOS功率场效应管(IRF540)闭合，电容器快速放电，驱动SCB点火。示波器通道1(CH1)用于采样放电回路电流，     

陶瓷压强传感器桥路的温度特性测试

陶瓷压强传感器的输出不仅与外加的压强有关,还与传感器本身的温度有关.温度使惠斯通电桥的桥臂电阻发生变化,由于桥臂电阻与陶瓷片烧结粘合在一起,当陶瓷片受压形变时产生电阻的应变,造成电桥输出电压的变化;当烧结粘合在一起的桥臂电阻和陶瓷片随本身的温度发生变化也会使电桥输出电压发生变化.本文对实验进行了定量地测量,得出了温度对电桥输出电压的影响,建立了修正的数学模型.     

用于光生毫米波的双频微片激光器热致频差特性研究

研究了激光二极管端面抽运的双纵模双频微片激光器的热效应对其输出频谱的影响. 通过对端面抽运Nd:YVO₄微片的热传导方程求解得出晶体内部的温度场分布; 并进一步对微片晶体热致折射率变化进行分析, 由此计算出双频微片激光器的热致频谱变化. 实验结果表明: 当抽运功率较小时得到稳定的双纵模双频激光输出; 当抽运功率增大时, 晶体热效应使双频激光频谱双峰之间的频差减小, 各纵模波长频谱宽度加宽, 实验结果与理论分析相符合. 关键词： 光载无线通信 双频微片激光器 热效应 频率差     

基于FFP-TF2滤波器的可调谐激光器

可调谐激光器在光纤传感和光纤通信中有着广泛的应用,引起了人们的广泛重视。设计并搭建了基于FFP-TF2滤波器的可调谐激光器系统。通过FPGA设计的基于DDS (direct digital frequency synthesis)函数信号发生器与模拟放大电路结合产生的驱动电压,调节FFP-TF2腔长的变化,进而改变激光器的输出波长。该系统可以实现对FFP-TF2单点电压和扫描电压的驱动,从而激光器可以输出单波长激光和多波长扫描激光,在激光器输出波长1 532 nm~1 568 nm范围内,可以调节单波长输出,也可以调节多波长扫描范围,且两种模式可以切换使用。实验结果表明,激光器输出3 dB线宽基本保持在0.01 nm左右,激光器输出中心波长与驱动电压线性拟合度为99.934%,灵敏度为3.915 nm/V,而FFP-TF2输出中心波长与驱动电压线性拟合度为99.986%,灵敏度为4.021 nm/V,激光器输出中心波长相对FFP-TF2的误差为2.6%,说明该激光器系统输出波长具有线宽窄、稳定性好、灵活性高等优点。     

硅光电池的特性研究

基于GGDC-B型硅光电池综合实验仪,研究硅光电池的基本特性。通过实验得出随着光照度的增加,硅光电池的输出电压与电流逐渐增大。在一定光照度范围内,随着负载阻值的逐渐增大,输出电流与光照度呈线性关系。负载阻值越小,输出电流与光照度呈线性关系的范围越大。在可见光范围内,硅光电池的敏感程度随波长的增大而增大。     

条形挡光片测速的误差分析及修正方法

在利用气垫导轨装置及配件进行的各类实验中,速度作为一个基本的待测量,其准确测量有着重要的意义.通常利用MUJ-6B通用计数器记录不同类型挡光片经过光电门的遮光时间,用游标卡尺测得遮光距离从而得到速度值.本文从光电计时原理分析了使用U形挡光片、计时方式2不会出现系统误差,而使用条形挡光片、计时方式1会出现较大系统误差的原因.我们进一步利用气垫导轨上两弹簧连接滑块做简谐振动模型的理论公式推导出条形挡光片遮光时被光电门"吞掉"的宽度,进而得到了速度的修正公式.此外,通过气垫导轨上的动量守恒实验从另外一个角度验证了速度修正方法的正确性.     

硅太阳能电池实验中温度效应的实验研究

硅太阳能电池特性研究是国内众多高校开设的大学物理实验之一。本文研究了温度变化对硅太阳能电池参数测量及最大输出功率造成的不利影响,提出了两种改进方案并进行了实验验证。通过研究发现,在硅太阳能电池表面增加散热装置一方面可以有效地降低该实验中数据测量值的不稳定性,另一方面可进一步提高硅太阳能电池的最大输出功率。另外,本文还研究了温度和温差发电片输出功率之间的关系,并用温差发电片的电流电压补偿硅光电池的输出功率。显然,如将温差发电片补充到硅太阳能电池实验中,可提高硅太阳能电池的光电转换效率。     

中能X光机触发系统

介绍了中能X光机装置触发系统研制和相关实验结果,触发系统包括主机6个支路激光开关的触发和主机放电的触发。其中6个支路的触发由6台YAG四倍频激光器完成,主机放电电触发系统由1台YAG四倍频激光器来触发。实验结果表明:每台激光器出光时间抖动σ小于等于0.3 ns,激光开关导通延迟时间约25 ns,抖动σ小于等于1.2 ns,电触发系统中激光与触发器输出电压之间的时间抖动σ为0.5 ns,匹配负载上电压大于120 kV,前沿约28 ns,脉宽150 ns。中能X光机在杆箍缩二极管负载上获得最大输出为4.2 MV/100 kA的电脉冲,电压脉冲半高宽约55 ns,输出的X射线时间抖动σ为3.4 ns。实验结果表明触发系统具备对6个支路精确调节和控制的能力,确保了中能X光机装置的高可靠性。     

激光二极管自混合干涉实验仪和微振动研究

用振动激励信号做频率电压变换的倒相触发信号,可以从激光二极管自混合干涉信号还原扬声器谐振时的振动波形,输出信号的振幅与扬声器的振幅成正比. 用正弦波、方波和三角波信号分别激励扬声器,利用自制的激光二极管自混合干涉实验仪观测了的扬声器振动特性,测量了扬声器的谐振曲线.     

轴对称-折叠组合腔CO2激光器原理性实验研究

报道了轴对称-折叠组合腔CO2激光器原理性实验研究,激光器能在CW模式下成功运行。研究得到了激光器最佳的气体比率和气体压强。通过研究CO2激光器的不同方面,如激励门电压和输出功率等,发现它们随着放电电流的变化而变化。通过实验得到了激光光束的光斑和聚焦的实验光斑,并模拟了光强分布。激光器已经成功的组建、运行和调试,获得的最大输出功率为58 W。     

轴对称-折叠组合腔CO_2激光器原理性实验研究(英文)

报道了轴对称-折叠组合腔CO2激光器原理性实验研究,激光器能在CW模式下成功运行。研究得到了激光器最佳的气体比率和气体压强。通过研究CO2激光器的不同方面,如激励门电压和输出功率等,发现它们随着放电电流的变化而变化。通过实验得到了激光光束的光斑和聚焦的实验光斑,并模拟了光强分布。激光器已经成功的组建、运行和调试,获得的最大输出功率为58 W。     

无内共振时的扬声器分谐波

研究了驱动频率低于扬声器辐射体薄壳轴对称模态最低固有频率的扬声器1/2分谐波失真。采用以位敏探测器作为光电传感器的激光三角法实验观测扬声器振膜的振动位移和模态,确定了参与的非轴对称模态的周向波数。采用多尺度法求解了扬声器的非线性模态方程。给出了扬声器分谐波的阈值电压公式。结果表明扬声器辐射体薄壳的分谐波失真源于直接激励的轴对称模态耦合激发了非轴对称模态的振动,这种耦合激励表现为参数激励。增大扬声器振膜材料的损耗因子、杨氏模量和厚度可提高产生分谐波的阈值电压。     

LD抽运Cr,Tm,Ho∶YAG微片激光器单纵模运转特性的研究

研究了LD抽运的单纵模Cr,Tm,Ho∶YAG微片激光器,激光器厚度为1?mm,在用波长785?nm的LD进行端面抽运时,激光器阈值为1060?mW,单纵模激光最大输出功率为31?mW. 对激光器输出功率随温度变化特性进行了研究,验证了CTH∶YAG晶体的温度敏感性. 还研究了激光器的温度调谐特性,实验测得激光器的温度调谐系数为14?GHz/℃. 关键词： 激光光学 CTH∶YAG微片激光器 LD抽运 单纵模运转     

激光触发沿面闪络试验中的同步研究

 建立了精确的激光触发沿面闪络试验系统,用波长1 064/532 nm,调Q开关的Nd:YAG固体激光器来触发绝缘试品的沿面闪络。分别测量了Marx发生器的触发器输入电压和输出电压、Marx发生器的触发脉冲和Marx发生器输出电压、激光器的Q开关控制信号和输出激光脉冲之间的时延和抖动。应用自制的数字脉冲发生器控制Marx发生器的触发器及激光器的氙灯信号触发,用Marx发生器输出电压控制激光器的Q开关;根据所测时延和激光器的控制时序,调整数字脉冲发生器各通道的时延。实验结果显示：Marx输出电压与激光脉冲时延516.1 ns,抖动4.5 ns,达到激光脉冲与脉冲电压的精确同步。     

后腔镜对掺镱双包层光纤激光器输出特性影响研究

使用国产掺镱双包层光纤搭建了双包层激光器实验系统.将透射率不同的反射镜作为后腔镜进行了激光器输出激光光谱和功率测量.根据激光器数学模型和增益理论,分析了实验中后腔镜参量对激光器输出特性的影响,并深入讨论了后腔镜透射率与激光器输出波长之间的关系.实验表明：后腔镜与激光器输出激光功率和波长紧密联系,通过调节后腔镜的透射率可以优化系统的输出激光特性.     

LD抽运Cr,Tm,Ho:YAG微片激光器单纵模运转特性的研究

研究了LD抽运的单纵模Cr,Tm,Ho:YAG微片激光器,激光器厚度为1mm,在用波长785nm的LD进行端面抽运时,激光器阈值为1060mW,单纵模激光最大输出功率为31mW. 对激光器输出功率随温度变化特性进行了研究,验证了CTH:YAG晶体的温度敏感性. 还研究了激光器的温度调谐特性,实验测得激光器的温度调谐系数为1.4GHz/℃.     

高压重频充电电源控制系统的设计

针对激光器电源的应用环境,设计了基于DSP的电源控制系统,使电源具备输出电压0~30 kV可调,重复频率1~100 Hz可调,并提供了远程计算机控制和本地液晶键盘控制两种控制方式。设计了过压、过流、过热、超时等多重保护电路和电源的外触发控制接口。对激光器电源控制系统进行相应的电磁兼容设计,并使用光纤控制及反馈系统,有效地增强了电源控制系统的抗干扰性能。将该电源用于激光器的发光试验,通过调节激光器电源的各种控制参数,可以使激光器的出光强度、出光功率、出光时间等得到调节,从而为各种研究工作提供便利。实验结果表明在进行激光器发光实验时,该电源能够输出幅值稳定、频率符合要求的重频脉冲高压,最高输出电压可达到30 kV,充放电频率可达到100 Hz。