第八届亚洲物理奥林匹克竞赛中实验考题的分析

介绍了第八届亚洲物理奥林匹克竞赛中实验考题——"干涉法测量玻璃热膨胀系数和折射率温度系数"的内容、实验原理,并对实验的考试结果进行了分析.     

Origin of the Downturn in Inverse Susceptibility Observed above the Curie Temperature in Perovskite Manganites

The measurement of low-field susceptibility X as a function of temperature T for La2/3Ca1/3MnO3 shows a significant downturn in 1/X(T) above the Curie temperature Tc, a behaviour generally observed in perovskite manganites. Such a downturn is argued to be due to the segregation of ferromagnetic clusters with larger spins in the paramagnetic matrix. Based on this consideration, a phenomenological expression for X(T) is proposed,in which the total susceptibility is assumed to be a sum of two susceptibilities arising from magnetic entities in the PM background and the FM clusters with T-dependent effective spins, respectively. The result is in good agreement with the experimental data obtained in La2/3Ca1/3MnO3.     

远红外光区域的单层光栅结构宽带滤波器的设计

在基底层厚度固定的情况下, 通过采用基于全局搜索的遗传算法可以在远红外光区域来设计单层光栅的结构参数, 从而获得所需要的宽带滤波器。结果表明, 该滤波器在较宽的光谱范围内具有相对稳定而且很高的反射率值。     

亚波长孔阵列的太赫兹波异常透射研究

利用太赫兹时域光谱（THz-TDS）系统,在5—300 K温区下测量了在厚度约200 nm的金属Nb薄膜刻蚀的亚波长圆孔阵列的异常THz波透射情况.实验结果表明,在03—2 THz波段,具有亚波长孔阵结构的金属Nb薄膜的异常透射现象波谱的峰位置与CST（computer simulation technology）软件仿真模拟的结果一致,峰值随温度降低有逐渐增强的趋势. 关键词： 亚波长孔阵列 THz时域光谱技术 异常透射     

亚波长光栅的偏振闪耀特性

 使用琼斯矩阵的方法推导了连续结构亚波长光栅的衍射方程,给出了光栅衍射效率表达式,对偏振特性与衍射特性进行了研究。发现连续结构亚波长光栅仅存在３个衍射级,总衍射效率为100%,且衍射效率可在衍射级间任意分配,0级的偏振态与入射光的偏振态相同,±1级衍射光偏振态与入射光无关,－1级为左旋圆偏振光,＋1级为右旋圆偏振光。通过设置入射光偏振态与光栅相位延迟等参数,可使光栅具有闪耀特性,据此可用于设计高效偏振光分束器和偏振光开关。     

间隔叠合式双层亚波长光栅

提出了一种应用价值较高的防伪光栅结构-间隔叠合式双层亚波长光栅,可以展宽基本光栅的光谱峰值带宽、改善光谱线形和光变效果.分析了亚波长光栅光谱峰值带宽展宽和线形改善的原理,用矢量衍射理论验证了理论分析的合理性,并对特定防伪光变设计要求的双层光栅进行了参量优化和光变特性分析.结果表明,满足同相位条件的光谱线形与基本光栅相同,带宽为基本光栅的两倍;满足反相位条件的光谱线形为准矩形,带宽大于基本光栅;亚波长光栅在传统和非传统照明条件下倾斜均能产生彩色光变效果,且传统照明情况下的光变速率较大,利用这种光变速率差可以制作各向异性光变效果.     

基于灰度曲线交点的结构光编码条纹边缘检测

在分析结构光编码白条纹扩散的原因和实际边缘形态的基础上,提出一种同时检测多边缘并消除扩散影响的亚像素精度方法--交点法.首先向被测表面投射互为反色的两组格雷编码图案,提取两组强度图像中灰度梯度较大的点作为边缘依据点,并对其进行曲线拟合,然后将对应拟合曲线的交点作为边缘.分析了交点法对结构光系统中常见的被测表面倾斜和离焦两个主要误差因素的适应能力.介绍了检测原理及误差因素分析,并进行了边缘检测实验.实验结果表明,对于宽度大于4 pixel的编码条纹,边缘检测相对误差小于1%,可消除被测表面倾斜和离焦的影响.     

两阶段旋转、平移亚像素数字稳像算法

提出一种稳健的两阶段层次匹配稳像算法, 在频域结合相位相关和谱对消技术对抖动图像序列间的平移和旋转矢量获得亚像素估计精度。算法第一阶段首先在对数极坐标表示下, 利用相位相关法得到图像帧间的旋转角度和整数像素平移参数; 算法第二阶段运用谱对消技术确定亚像素平移参数。在建立参数运动模型的基础上,通过自适应均值滤波确定各帧修正矢量。实验结果表明, 该方法具有亚像素级的稳像精度。     

“网格式平行线法”在螺纹参数测量中的应用

在计算机视觉理论基础上发展起来的视觉检测(vision inspection)技术具有非接触、速度快、精度适中、可实现在线等优点，已广泛地应用于工业产品的在线检测。在计算机视觉检测技术中CCD摄像机是一个最关键的器件，其参数是否准确决定了检测的精度。所以，摄像机标定是视觉检测技术中最基本的也是最重要的一步。在比较其他标定方法的基础上，为了解决传统标定方法对螺纹图像测量系统所带来的一系列问题，采用了一种新的图像测量系统的标定方法——网格式平行线标定方法，该方法运用了CCD亚像素细分技术及调焦技术，可直接得到纵横2个方向的像素，经过理论分析及实验结果均表明，采用该方法具有标定简单、精度高、重复性好等优点，是一种较好的螺纹图像测量系统标定方法。     

用正四棱锥形阵对声目标定位研究

文章结合声阵列在智能雷系统中的应用，提出了用立体五元声阵列对声目标进行定位，将智能雷中用于预警的传感器也参与到定位阵列中来，这样就在不增加传感器的条件下实现了市体阵列对声目标的定位。文章推导了定位公式和误差公式，并对结果进行仿真分析，与平面阵相比取得了较好的效果。不但提高了精度还降低了声阵列的盲区。