基于LabVIEW的驻波法测量声速的实验模拟

利用LabVIEW编写的测量声速的实验模拟软件不仅模拟了传统物理实验的操作过程,而且还加入了数据处理模块,实验数据采集完成后即可得出实验数据处理结果,可以用于学生实验前的预习与探究,或者实验教学中的演示。     

渐进多焦点自由曲面镜片渐进通道优化设计

渐进多焦点镜片子午线光焦度分布设计直接影响镜片像散分布,是优化设计的核心之一。提出了一种基于累积分布函数的子午线光焦度分布方法;针对渐进通道宽度过窄的问题,对子午线光焦度分布下的不同轮廓线求解对应的矢高进行加权叠加,同时推导新的子午线光焦度分布函数以降低子午线光焦度变化率;仿真及加工了3片镜片。研究结果表明：采用累积分布函数能够设计出满足光学性能要求的渐进镜片;使用矢高叠加扩展了渐进通道的宽度,保持了像散梯度的平滑过渡,且将最大像散分布在镜片鼻翼两侧;新的子午线光焦度分布函数在拓宽渐进通道宽度下会存在像散梯度变化堆积问题,所以需要将光焦度分布和面型等因素结合考虑,并进行优化。本研究方法为渐进多焦点镜片的子午线光焦度优化设计提供了新的理论。     

用微电脑确定高速电影摄影中的拍摄参数

在我国,随着四化新局面的开创,高速摄影技术的应用也发展很快。据了解目前全国已有各类高速相机三百余台,并以中、低速为多。现在全国有一百多个单位在开展这方面工作。但在开展高速摄影应用工作上,存在的矛盾之一是技术力量跟不上。不少单位费了好大劲购置了高速摄影机,但不知如何使用,怎样选择拍摄参数,如何卓有成效地通过高速摄影解决他们急需解决的问题。也有的单位很想开展这方面工作,但在确定相机型号时,举棋不定,不知该买什么型号摄影机。     

蝙蝠听觉神经系统如何在复杂环境中识别昆虫

生物声纳的高灵敏度和高可靠性一直是仿生设计所追求的目标, 然而至今仍没有一个令人信服的物理模型能很好得解释生物声纳优越性能的原因, 其主要是缺乏对动物听觉系统神经信息编码的认识. 本文从蝙蝠听觉神经系统的生理结构出发, 用圆映射和符号动力学方法讨论了蝙蝠听觉神经系统在复杂环境中处理多普勒信号的一种可能性方案, 并通过计算机仿真证明了其合理性. 针对蝙蝠神经系统的不稳定性, 用符号动力学的方法分析神经系统信息处理的机理具有良好的鲁棒性和高灵敏度. 这种新的信号处理方法的研究, 为生物声纳信号的处理过程的进一步认识提供了一种新的解释.     

MOVPE生长GaN的表面反应机理

利用量子化学的 DFT 理论,对 MOVPE 生长 GaN 薄膜的表面初始反应机理进行研究。通过计算GaCH3和NH3在GaN(0001)-Ga面的4种吸附位的能量曲线发现,GaCH3在各吸附位的吸附能差值不大,因此容易在表面迁移;而NH3在各吸附位的吸附能差值较大,最稳定吸附位为Top位,迁移到其他位置需要克服较大能垒。在此基础上,提出了以NH3和 GaCH3为表面生长基元,在GaN(0001)-Ga面连续生长,最终形成环状核心的二维生长机理：在环状核心形成过程中,第1个GaN核生长需要3个NH3和1个GaCH3,可表示为Ga( NH2)3。第2个GaN核生长可利用已有的1个N作为配位原子,故只需2个NH3和1个GaCH3。2个GaN核可表示为( NH2)2 Ga-NH-Ga( NH2)2。第3个GaN核生长可利用已有的2个N作为配位原子,故只需要1个NH3和1个GaCH3。3个GaN核构成环状核心,可表示为Ga3( NH)3( NH2)3。后续的生长将重复第2个核和第3个核的生长过程,从而实现GaN薄膜的连续台阶生长。     

基于扭转-滑移耦合约束的梁桥抗倾覆滑移整体稳定分析

为了分析考虑支座失效的梁桥整体稳定问题,推导了七自由度曲梁单元刚度矩阵,并建立了部分支座脱空和滑移等情况下的边界约束方程,利用Newton-Raphson迭代法求解了含支座约束的有限元总方程,并提出了依据支座受力状态判断梁桥失稳模式的方法,编制了相应程序.以简支超静定曲梁为例,验证了所提出的七自由度曲梁单元的精度;进一步利用所提出方法分析了某匝道桥倒塌事故,通过对比传统杆系有限元方法,验证了所提出的方法能更精确地模拟各种支座失效情况下的梁桥平衡状态.     

InN分凝的InGaN薄膜的光致发光与吸收谱

我们用低压MOCVD在蓝宝石衬底生长了InGaN/GaN外延层.用X射线衍射(XRD),光致发光谱(PL),光吸收谱等测量手段,研究了InGaN的辐射发光机制.In组分利用Vegard定理和XRD测量得到.我们发现随着In组分的增加,在光吸收谱上发现吸收边的红移和较宽的Urbach带尾;PL谱中低能端的发射渐渐成为主导,并且在PL激发谱中InGaN峰也变宽.我们认为压电效应改变了InGaN的能带结构,从而影响了光学吸收特性.而在InN量子点中的辐射复合则是InGaN层发光的起源.     

双缺陷模一维光子晶体的双光子吸收增强研究

采用真空镀膜工艺制备了具有762 nm和800 nm双缺陷模的含两个CdS缺陷层的TiO2/SiO2一维光子晶体,运用抽运探测技术测量了其双光子吸收。对于两个缺陷模,双光子吸收均得到很大的增强,其中缺陷模为800nm时的双光子吸收系数307 cm/GW要大于缺陷模为762 nm时的116 cm/GW,分别为单层CdS薄膜的48倍和18倍。这种双光子吸收的增强是由于光局域化导致一维光子晶体缺陷层内的电场强度增大而形成的。通过传输矩阵法计算了一维光子晶体的内部场强,发现800 nm波长光入射时缺陷层内的电场强度要大于762 nm波长光入射时的电场强度值。     

高功率二极管端泵浦板条模块波前畸变实验研究

二极管激光器阵列端泵浦Nd:YAG板条具有热效应低、波前畸变小的特点,温度场和应力场的不均匀是引起板条增益介质波前畸变的主要原因。对端泵浦传导冷却Nd:YAG板条增益模块的泵浦和冷却均匀性进行了优化设计,获得了板条激光增益模块静态波前畸变最大偏差（PV）值为0.22 m。该模块用于双通放大器实验装置中,测试了板条增益模块有无注入功率条件下的波前畸变,测得无注入功率波前畸变PV值为3.49 m,能量提取后波前畸变PV值为3.41 m。在注入功率3120 W时,获得输出激光功率4660 W,光束质量为3.88倍衍射极限,该模块光光效率为27%。     

用Canny算子和二值化滤波的光纤几何参数测量

光纤的几何参数是评价光纤质量的重要指标。以近场光分布法为基础进行光纤几何参数测量,是目前常用的一种非接触测量方法。但在测量过程中,若光纤端面切割不平整或照明光源有波动,直接采取边缘拟合及灰度值进行计算,会产生较大的测量误差。使用Canny算子提取光纤端面的边缘,将其所围进行区域二值化滤波,利用形态学方法与运算获得光纤的几何参数,能消除由于光照不均或切割粗糙带来的误差影响。