基于哈特曼探测器的光波相位三维显示方法

相位是描述光波状态的重要参数,但却无法直接观察。本文基于哈特曼探测器的波前快速探测功能,研究了光波相位三维显示的方法,并研制出相位三维显示系统。首先,利用Zemax软件对系统的光源、准直透镜等光学参数进行优化设计;然后,基于模式法波前重构理论,根据探测的Zernike多项式离焦量和像散项系数,实现了对3个不同类型镜片的相位三维显示,并给出相应屈光度的测量方法;最后,实验验证了光波相位的三维显示和屈光度测量的有效性,-2.00 D的近视镜测量值为-2.07 D,1.00 D的远视镜测量值为0.91 D,0.50 D的散光镜测量值为0.56 D。实验结果表明,此系统能够较准确地测量屈光矫正镜的屈光度,并实现相位的三维显示。本文设计的基于哈特曼探测器的相位三维显示方法具有更好的环境适应能力,便于研究者直观观测光的相位分布。     

中美大学物理教材难度的定量比较分析

论文创建了大学物理教材难度比较分析模型,并对中国和美国两本使用广泛的教材就难度问题进行了静态的文本分析,包括广度和深度两个维度.主要研究结论为:中国教材知识点的广度和总深度均低于美国教材,但由于高度抽象且数学运算要求较高,学生觉得较难.该研究模型不仅可以进行定量分析,也可进行定性分析,可以很好地应用于国际教材的比较研究.     

Wavelength Modulation Absorption Spectroscopy Using a Frequency-Quadruped Current-Modulated System

A wavelength modulation absorption spectrometry （WMAS） with a frequency-quadruped system is demonstrated. The frequency-quadruped system consists of a two-frequency doubled external enhancement cavity with KNO3 and BBO crystals, and a current-modulated 906-nm single mode external cavity diode laser （ECDL）, which generates the tunable wavelength modulated radiation at 226.7nm used to detect the NO absorption line that belongs to the combined Q22（10.5） and QR12（10.5） lines of γ（0,0） band within the A^2∑^＋ -X^2II electronic transition system. The 1^st, 2^nd and 3^rd harmonic spectra are accomplished to show that it is possible to detect samples using the frequency quadruped system combined with the WMAS technique that can find practical applicability in the future.     

色散对液晶菲涅耳透镜衍射效率的影响研究

首先研究了液晶菲涅耳透镜和传统菲涅耳透镜的区别,并给出液晶菲涅耳透镜衍射效率的计算公式。接着,研究了液晶材料的色散和入射波长偏离量化波长对衍射效率的影响。经过计算分析并通过相应的实验发现,当量化波长为470nm时,在400nm和700nm处衍射效率分别下降了9.0%和27.5%,说明波长偏离对液晶菲涅耳透镜的衍射效率影响较大;当量化波长为510nm时,波长偏离在400nm和700nm处产生的衍射效率下降大致相当,约为20.0%;当在400nm和700nm处液晶的折射率变化量Δn基本相等时,液晶色散造成的衍射效率降低都约为8.0%。结果表明,和波长偏离相比,液晶色散对衍射效率的影响相对较小,且液晶菲涅耳透镜的量化波长应在470～510nm区间选取。实验测量了色散对液晶菲聂耳透镜衍射效率的影响,测量结果和理论计算结果非常接近,说明分析结论有效。     

课程思政融入大学物理的探索与实践

回顾了课程思政的发展历程.提出了以学生为中心,在大学物理课程中融入课程思政的3个设计思路.从加强教师培训、介绍物理原理在我国最新科技成果中的应用和相关科学家的事迹、介绍中国古代物理学的成就等3个方面,对在大学物理课程中融入课程思政进行了初步探索和实践,取得了良好效果.     

双波长视网膜成像自适应光学系统的轴向色差补偿方法

双波长视网膜成像自适应光学系统非常适用于视网膜微血管的高对比度和高分辨率成像。本文重点研究了双波长自适应系统的轴向色差补偿问题。首先对轴向色差进行了测量,对实测波前进行了分析,并给出任意波前轴向色差补偿法。自适应校正实验结果显示,色差补偿后,波前均方根误差减小到0.16λ(λ=589 nm),视网膜微血管分辨率提高到6μm。这项工作可用于视网膜成像的临床应用。     

温度对太赫兹亚波长金属结构共振特性的影响

利用太赫兹时域光谱系统研究温度对GaAs基底上生长的太赫兹亚波长金属结构的透过率及共振特性的影响。实验发现,温度从低温80 K升高至380 K,样品的透过率逐渐降低,且低频共振频率处有轻微的红移现象。通过研究共振带区域及远离共振带区域的透过率情况,分析了总体透过率降低的根本原因在于温度升高导致GaAs基底的本征载流子浓度升高;共振凹陷减弱是由于基底载流子的变化致使透过率升高形成的;红移现象的产生是由于温度升高导致样品折射率增大。此外,该研究可以为太赫兹范围的功能器件在实际应用和生产制造中提供有意义的参考。     

SPGD算法高精度静态像差校正方法

随机并行梯度下降（SPGD）算法广泛应用于光学系统静态像差校正,其性能指标对校正效果影响较大。由于传统的环围能量（EE）校正精度低、平均半径（MR）稳定性差,提出性能指标组合法,以实现静态像差的高精度、稳定校正。所提方法将EE与MR性能指标相结合进行像差校正,首先以EE作为性能指标对畸变图像进行校正,待能量集中于环围区域后,利用MR性能指标继续进行校正,直至能量分布均匀,校正终止。首先进行了校正仿真,结果显示：相比于EE和MR方法,性能指标组合法对静态像差的校正精度高、稳定性好。搭建实验光路,验证了所提方法的有效性。模拟和实验结果均表明,采用性能指标组合法可以获得高的校正精度且校正稳定。该方法可以应用于光学系统静态像差的校正和消除,实现其接近衍射极限的光学性能。     

白炽灯电光转化率的测定及其实验条件的研究

1 问题的提出 新的物理课程标准指出,在教学中不仅要重视知识的传授,而且要重视对学生进行物理方法、探究能力的培养.在此,本文以白炽灯泡的电光转化率为切入点,利用了模型法、控制变量法、曲线改直等多种方法测定了白炽灯的电光转化率并对实验条件进行了初步的研究,以此抛砖引玉,供大家参考.     

基于人工复合材料的太赫兹波双波段滤波

本文分别从实验和理论模拟两方面详细的讨论了金属双环和反双环两种亚波长阵列结构在太赫兹波段的双频率响应特性. 这两种双环结构都可以实现双频率调制,金属双环结构表现为两个明显的吸收峰,反双环结构则表现出明显的透过峰. 这两种结构不仅在物理结构上互补,在太赫兹波段的响应也表现为吸收和透过互补的特性. 其中高频响应来源于内环电子振荡,低频影响则来源于外环电子振荡,并且这种结构在太赫兹波段的响应与周期无关. 关键词： 太赫兹 滤波器 亚波长阵列 FDTD