简易精确的圆锥摆实验

人教版《必修2》第五章第7节向心力一节内容中,安排了“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的实验．这个实验从简易方便的原则出发,用生活中常见的物品来做或用通用器材来做,一方面减少了由于器材不足引起的困难,确保实验的开展,另一方面,拉近了与学生的距离,易使学生对科学产生亲近感．这个实验的优点除了器材易得外,摆球受力的分析方法也是常用的,熟练掌握有利于后面的学习．     

万变不离其宗——看两道高考题所折射出的新课程理念

杨氏双缝干涉实验是高考物理的重要考查实验之一,在每年全国各省市的试题中均有体现．但是绝大多数学生在学习该知识时只是机械地记住相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离公式,而对产生干涉现象的原理和条件不甚了解．2008年四川卷中的“双棱镜干涉”和2005年江苏卷中的“洛埃镜实验”正是以“杨氏双缝干涉实验”为依据,     

光谱反射率重建中代表颜色分步选取方法

光谱反射率重建一般指采用标准色卡上的颜色样本,对成像系统进行光谱表征(Spectral character-ization),进而从系统响应中精确地求出物体表面的光谱反射率.由于标准色卡的颜色样本数量较大,在实际成像系统中使用时有诸多不便.考虑到颜色样本之间存在较大冗余,可从中选出具代表性的少数样本用于光谱表征.针对已有方法未考虑实际成像系统特性的不足,文章提出了一种代表颜色的分步选取算法,即首先通过假设一个虚拟成像系统,根据全局误差最小的原则,挑选出部分最具代表性的颜色,估计出实际成像系统的光谱响应函数,然后在此基础上继续选择其余的代表颜色.实验表明,对于窄带多光谱成像系统及宽带彩色扫描仪而言,文章提出的方法在光谱精度及色度方面均明显优于先前方法.     

Importance of tip sensing for active control system of 30-m RIT primary mirror

The active control of 30-m ring interferometric telescope （RIT） needs edge sensing and tip sensing when its primary mirror is composed by trapezoid-shaped segments, and the imaging performance of the RIT is determined by the accuracy of these two detecting approaches. Considering the detecting accuracy available in current segmented telescope active control systems, the effect of these detecting approaches on the surface error of the RIT primary mirror is calculated from the point of error propagation. The corresponding effect on imaging performance （modulation transfer functions （MTFs） and point spread functions （PSFs） at several typical wavelengths） of the RIT primary mirror is also simulated. The results show that tip sensing is very important for increasing the active control quality of the RIT primary mirror under the present techniques.     

基于ARM技术的嵌入式OCT成像系统研究

分析了光谱光学相干层成像的基本原理,并基于ARM9内核的嵌入式微处理器S3C2443和当前主流嵌入式的WINCE实时多任务操作系统,提出了一套用于检测人体胃肠道病变的光谱光学相干层内窥成像系统的研制方案。从硬件和软件两个方面,详细介绍了系统的搭建过程,给出了整个系统框架图和软件运行流程图,并通过旋转扫描实验获得三层盖玻片的实物图,实验结果表明该嵌入式光学相干层成像系统是可行的。     

飞秒激光显微成像的技术突破

本刊讯光学显微镜是生命科学研究中重要的观测仪器。但现有光学显微镜都难以观测到亚毫秒以上的活组织生物网络动态活动,造成在神经回路功能、蛋白质网络功能等国际生命科学热点研究领域缺乏有效的观测手段。这已成为制约上述领域开展深层次研究的重大技术瓶颈之一。     

光学分子成像技术取得新进展

骆清铭、张智红、赵元弟、杨杰、罗若愚等人完成的“用于药物筛选和药效评价的光学分子成像动态监测理论与方法研究”项目针对在药物筛选与药效评价应用中存在的问题,从系统生物学角度出发,通过探索生物分子信息的建模、仿真与信号处理新理论与新方法,开发多元化的荧光分子探针,建立适合于长时程动态光学成像的细胞网络和实验动物模型,发展高时空分辨、高通量、高灵敏度的光学分子成像技术,形成了从光学分子探针、细胞与动物模型、光学成像监测装置到生物分子信息可视化的理论和技术体系,建立了可用于药物筛选和药效评价的光学分子成像动态监测平台。     

In-line digital holography for dynamic metrology of MEMS （Invited Paper）

In-line digital holography helps to relax the spatial resolution requirement on charge-coupled device sensors for digital recording of holograms and to utilize the full sensing area for image reconstruction which provides larger field of view and better imaging resolution. In this letter, a lensless in-line digital holographic microscopy is presented for dynamic metrology of micro-electro-mechanical system devices. The methodologies of interferometry and time-averaged in-line digital holography are presented for dynamic measurements, which are also useful for simultaneous suppression of in-line waves from real image wave. The experimental results are presented for dynamic thermal characterization of microheater and vibration analysis of cantilevers.     

One-shot in-line digital holography based Hilbert phase-shifting

A novel one-shot in-line digital holography based on Hilbert phase-shifting is proposed. By weakening the ratio of object wave to reference wave and applying natural logarithmized operation on the in-line digital hologram, the real part of object wave can be well extracted. Then utilizing Hilbert transform to digitally realize 7r/2-phase shift, which would make it possible to reconstruct the object wavefront from a single-exposure in-line digital hologram. Preliminary experimental results are presented to confirm the proposed method. This technique can be used for real time imaging or monitoring moving objects.     

基于MTF一致性的波前编码相位板参数研究

波前编码成像系统因能够在不降低系统分辨率和入射光能量的情况下扩大非相干光学成像的景深（焦深）而倍受关注。在波前编码技术理论的基础上,以波前编码成像系统离焦时的MTF和未离焦时的MTF的均方差来表征系统离焦时的MTF一致性,即系统的离焦不变性,分析得到了三次相位板系数的合理选取范围。利用模糊函数的性质和系统传递信息能力分析相位板系数的选择对系统传递信息的影响,从而确定三次相位板参数选择的依据。