农林类大学物理自主导学系统的研究

为提高农科物理本科的教学质量,本文分析了农林类大学物理自主导学的研究意义,提出农林类大学物理自主导学系统的构建思路,并提出实施方案及存在问题．     

基于分光棱镜的激光引信回波信号半实物仿真

基于分光棱镜的光学耦合系统,设计了激光引信仿真系统.该系统通过将准直整形后的发射机窗口输出的激光束耦合进入校准夹具的光学系统中,通过光开关和程序控制的电控可变衰减器实时地模拟光束经过目标反射引起的光强衰减,最后将衰减后的光信号馈入激光引信的接收机窗口.该设计能够较为准确地模拟激光引信在交会过程中的回波光功率大小,并可实时地仿真激光引信各通道的回波信号,从而可以在实验室内验证激光引信信号处理系统的可靠性.     

激光引信接收光学组件的研究与测试

根据大气激光通信传输方程和黑体辐射理论提出了计算激光引信中接收光学系统接收视场的方法,通过接收视场确定了接收光学系统的初始结构参数,设计了焦距为15 mm,视场角为2ω≮±7°的柱透镜光学系统.采用倒置法,将线阵CCD探测器置于准直物镜的焦面上接收信号,解决了接收光学系统后截距过短无法安置线阵CCD的问题,扩大了测量范围,又保证了精度,测量误差为1%.针对激光引信的结构特点,设计了测量激光引信接收光学系统视场角的自动测试系统.实验测试结果表明该引信的视场角都在合格范围内,重复精度≤5%,满足设计的要求.     

Hilbert-Huang变换分析THz脉冲信号的时频特性

提出一种基于Hilbert-Huang变换的THz时域光谱分析方法,将THz时域脉冲信号分解成有限数目的单分量信号之和,利用Hilbert变换求得瞬时频率来获得幅值的时频分布——Hilbert-Huang变换谱,实现了通过水蒸气的THz脉冲信号的时频分析,揭示了THz波与水蒸气相互作用的频谱时域分布特性,并与基于小波变换的时频图进行了对比分析。结果表明,该方法可以同时提高THz脉冲时频分布的时间分辨率和频率分辨率,具有局部化分析和自适应选择的特点,还能直观地表现出各频率成分之间的相对时间延迟。     

基于有限元模拟的圆柱边界介质中的光传输

应用有限元模拟方法,在外推边界条件下研究圆柱介质中的光传输问题,讨论了不同光学参数条件下圆柱表面空间分辨反射率和穿透深度的规律,并且与有限元分析、Monte Carlo模拟和解析解方法的结果进行比较.结果表明:有限元模拟的结果与Monte Carlo模拟的结果吻合度很好,其空间反射率在光学参数满足漫射近似条件μ′s/μa≥5时误差小于10%,在非近源区甚至小于5%;穿透深度的值随μ′s/μa值增大而增大.但比Monte Carlo模拟的穿透深度略小,误差不超过7%,且μ′s/μa的值越大时该误差越小.有限元模拟结果比解析解方法的结果误差要更小,解析解方法在μ′s/μa≥5时,其误差在非近源区接近10%,在近源区会超过15%.此外比较了三种方法的计算速度.单次运算有限元模拟用时约385s,甚至比通常用于快速计算的解析解方法(单次运算耗时416s)更快,而Monte Carlo模拟单次运算耗时8~9h.考虑到有限元模拟方法的介质模型构建简便,计算速度快,且模拟结果有着不错的精度,该方法对圆柱边界乃至一般具有曲率的复杂介质中光子辐射传输问题具有非常好的应用前景.     

头盔显示器视差自动测量中眼位点的自动对准

自动测量头盔显示器的视差时，用CCD相机取代人眼的主观读取，由于机器视觉不如人眼灵活，CCD相机在人眼观察点才能确保移动时采集的图像是完整的，从而保证全视场的视差测量。该文提出采用模式搜索法在头盔显示器光学平面内实现CCD相机自动对准人眼观察点(眼位点)，从而实现头盔显示器全视场视差的自动测量。对该自动测量系统的测量原理，以及CCD相机自动对准眼位点的实现过程进行了详细论述与说明，对测量精度与效率，对准精度与重复定位精度进行了实验分析。实验结果表明，该方法能够快速、准确、自动地对准眼位点，定位精度为±0.071°，与摆头法测量视差系统进行对比实验，全视场视差测量效率高，重复精度高。     

大学物理课程学生问卷调查研究

以华中农业大学2005—2007级所有修习过大学物理课程的学生为总样本,通过分层随机抽样,采用自编"高等农林院校大学物理课程学生问卷",进行问卷调查.经过差异性分析,得到调查结果:(1)不同年级学生在教师教学上存在极显著性差异,而在教学资源、教学评价、学习心得上并不存在差异;(2)不同性别学生在学习心得上存在显著性差异,而在其他维度上不存在差异;(3)不同专业学生对教学评价上存在显著性差异,在其他各维度上都存在极显著性差异;(4)不同省份的学生在学习心得上存在显著性差异,而在其他维度上不存在显著性差异.     

TS-A型温度传感技术实验仪的功能延伸--设计性实验温度报警器的制作

本通过设计性实验温度报警器的制作实现了TS-A型温度传感技术实验仪的功能延伸。     

农林类大学物理自主导学系统的研究

为提高农科物理本科的教学质量,本文分析了农林类大学物理自主导学的研究意义,提出农林类大学物理自主导学系统的构建思路,并提出实施方案及存在问题.     

激光引信中半导体激光器的准直及其测试

在理论上分析了单级单透镜光学系统对激光高斯光束发散角的影响。用单个平凸透镜对激光引信中的半导体激光器进行了准直，达到了激光引信光束准直的要求。通过CCD成像方法对准直后的光束发散角进行了测量，利用二阶矩算法计算出光束发散角。实验测得2个方向的发散角分别为θx=7.03°和θy=0.69°，验证了准直系统达到激光引信要求的θx＜10°和θy＜1°技术指标。