单透镜成像衍射追迹法研究

衍射受限系统是在系统成像过程中忽略成像系统的几何像差,仅考虑系统孔径光阑的衍射效应对成像质量影响的系统.首先用衍射追迹法对单透镜成像系统进行了模拟研究,结果表明无论系统成正立或倒立像,当孔径尺寸较小时,高频成分被截止,像中的精细部分无法分辨,像的整体清晰度不高.而随着孔径尺寸增大,像质也越清晰.对单透镜衍射受限成像系统进行了实验研究,结果表明在仅改变透镜孔径的情况下成像清晰度随孔径尺寸增大而越清晰,这与模拟结果一致.     

从光的衍射看光的直线传播及像质问题

光的衍射有近场衍射和远场衍射两种情形。近场衍射如小孔成像，当孔的尺寸比较大时，光线沿着直线传播，当孔小到一定程度，光线偏离了直线传播发生衍射，孔越小，衍射越显著，物体的几何像失去了清晰的轮廓，而且在边缘附近出现一系列明暗相间的条纹，从而影响了成像的质量；远场衍射如望远镜、显微镜，在物镜的像面上形成的几何像点由于衍射效应变成了一系列的衍射斑，衍射斑重叠越多，像越不清晰，严重影响了成像的质量，使得光学成像仪器的像分辨本领也有了限制。     

平板空气光波导远场衍射特性的实验研究

为了对平板光波导的远场衍射特性进行数值模拟和实验研究,设计了一个平板空气光波导远场衍射特性测试系统。系统采用两片表面镀高反膜的反射镜平行放置构成平板空气光波导,He-Ne激光经透镜聚焦在波导入口,照相机记录波导的衍射图样。应用刀口法测量了系统激光聚焦光斑束腰宽度和位置,通过图像处理定标波导厚度,为基于频域衍射理论的平板空气光波导远场衍射特性数值模拟提供了参数设置依据和实验结果对照。实验发现,基于频域衍射理论的数值模拟所得平板空气光波导远场衍射特性与本测试系统所测得的实验结果符合较好,从而验证了该数值模拟方法的正确性。     

瑞利分布调制光的反射式关联成像

以强度概率密度函数具有瑞利分布的调制光为光源,理论分析得到关联成像的信噪比与采样帧数、待测目标物体尺寸、调制光的散斑尺寸之间的关系,并在实验上利用计算机控制数字光投影仪产生随机调制光。通过强度涨落关联测量获得了反射式物体(物体尺寸为0. 14 m×0. 07 m)的关联像,并根据实验数据计算得到关联像的信噪比约为1. 84,与理论分析结果基本一致。该结果对于分析影响关联成像质量的因素及促进关联成像在遥感等远距离成像中的应用具有重要意义。     

基于双光栅衍射成像效应的光栅实验探讨

结合科研新成果,对现有的光栅衍射实验的改革与创新进行了探索,提出了基于双光栅衍射成像的新实验方案,对实验的具体内容、所需的仪器及实验难度进行了分析和讨论,使其成为一个既能说明基本的衍射现象,又能使学生全面认识光栅衍射特性的新型衍射光学实验.     

热光关联成像系统相干时间

该文使用赝热光源进行无透镜关联成像实验,并设计了适用于获得系统相干时间的简单测量方案.实验测量结果和理论证明显示,赝热光源的横向尺寸对相干时间没有明显影响,而用来产生赝热光源的毛玻璃转速对相干时间影响明显.不同相干时间的赝热光源进行关联成像实验,所得图像质量不同.     

基于CCD成像系统的衍射法测金属线胀系数

CCD技术是现代光电技术的一个重要分支，其在非接触领域有着非常广泛的应用。在阐述光的衍射原理的基础上，将热学与光学的实验原理、仪器的综合利用，通过CCD成像系统实现衍射法测金属线胀系数。实验结果表明，通过CCD成像系统提高微小形变量的测量精度，可以实现金属线胀系数的非接触测量，且精度较高。     

光学中的傍轴理论-关于几何光学光路计算的几点讨论

现代光学已表明,光具有波动性,也具有粒子性.一个实际的光学系统的成像质量将受到衍射的限制,在几何光学中研究光线的传播是具有近似性的.根据几何光学中的傍轴理论,对光线通过光学系统的成像的实验与理论计算进行探讨,从而得出几何光学中光路计算的可行性结论.     

在实验室中模拟引力透镜效应以及系外行星的搜寻

根据爱因斯坦广义相对论,当光线经过大质量天体附近时会发生偏转,类似于光线经过光学透镜时发生折射现象,这种天文现象称为引力透镜效应.本文利用一个满足特定函数曲面的光学透镜来模拟引力透镜,并使用3D打印机打印出对应的透镜,模拟了爱因斯坦圆环和光源的成像,同时模拟了利用引力透镜效应搜寻系外行星.利用3D打印的透镜较好地呈现了引力透镜的主要特征,学生可以在实验室中实际模拟出引力透镜现象,可以作为一个有趣的研究性项目供学生探究.     

基于虚拟实现技术的上肢康复训练系统研究

针对中风或上肢功能受限的患者,开发了基于虚拟实现技术的上肢康复训练系统.以VC++6.0创建系统主框架、运用Unity3D设计虚拟康复训练游戏,系统将采集到机械手臂的移动位置以Socket技术传递给虚拟游戏.运用本系统能有效提高患者康复训练的质量和效果.     

受限激子基态能量量子尺寸效应有关问题的探讨

在有效质量近似模型和实验数据的基础上，以CdS和CdSe小量子点系统为研究对象，分别在强受限区域和弱受限区域，分析有效质量、介电常数、势垒高度等因素对受限激子基态能谱量子尺寸效应的影响．分析发现：对于处在不同环境的量子点系统，考虑其空穴的有效质量的不同对激子基态能量的动能项进行修正是十分必要的，但仅仅考虑这个因素不能从根本上改善理论结果使其与实验结果符合．对于介电常数较小的CdS和CdSe这种小量子点，库仑相互作用能的贡献也是十分重要的，并且在强受限区域对激子基态能量曲线形状的修正起了关键作用．对于CdS和CdSe这种小量子点，把库仑项忽略或作为微扰项来处理会引起较大误差．分析还发现势垒高度引起的束缚能的变化也是影响激子的基态能量的重要因素之一．     

双光栅衍射成像仪研制与使用

双光栅衍射成像实验是基于原创性科研成果创立的新颖的光学实验,双光栅衍射成像仪是为双光栅衍射成像实验专门设计开发的仪器。介绍了设计该仪器的目的、设计方案的选择和开发该仪器的方式、仪器的功能及使用注意事项。该仪器及其原理技术已通过了科技成果鉴定。     

多型腔非平衡布置注射模的浇注平衡分析

本文通过对非平衡系统的瓶盖进行模流分析,比较了多模腔制件在填充时间,V/P切换中的差别,并提出运用Moldflow中的Runner Balance进行优化,在3D模式下进行重新分析.得到优化的设计方案,事实证明,在模具流道长度尺寸受限的情况下,通过改变截面积可以使填充得到很大的改善.     

3D成像:光学产业成长新动能

回顾消费电子发展历程,不难发现真正被用户认可并买单,从而引发需求端换机热潮的标志性创新,总是集中在人机交互领域,并围绕输入输出体验的提升而展开:电容触控、Retina屏、大尺寸屏幕、3D玻璃、指纹识别等.经过微软两代Kinect技术迭代、谷歌ProjectTango项目以及联想Phab2Pro等3D成像技术的预热,3D成像的应用趋势或将成为行业新趋势.     

创壹数控机床虚拟教学系统的应用

创壹数控机床教学与培训软件是以培养数控机床操作、维护和维修为目的而开发的数控机床教学与培训的操作平台.该系统采用虚拟现实技术制作数控机床主机及其部件,并具有3D互动虚拟实验.该系统可以对数控机床的整体机构进行解析,可以对具体部件进行拆卸和安装,对所用电路进行模拟仿真.虚拟故障模拟系统可以进行多种情况下不同部件的机械和电路故障排除进行模拟操作.还设置了与真实检测仪器一样的3D互动虚拟仪器.     

沥青路面微波辐射加热器结构设计与实验研究(英文)

为了提高微波加热沥青混合料的效率和温度分布的均匀性,设计了一种角锥喇叭辐射型加热器.运用能量守恒定律和天线辐射原理,建立了喇叭口面尺寸和天线长度设计原则.采用IE3D进行了结构建模和仿真运算,结果表明在喇叭口面尺寸一定的前提下,天线长度缩短是改善加热均匀性的主要因素;当天线长度不变而口面尺寸减小时,其驻波比减小,辐射效率提高;口面离沥青路面距离增加时,辐射效率下降.对这种结构加热器进行了实验,采用网格测温法测出了沥青试样表面温度分布并进行了Matlab模拟,实验结果与仿真具有较好的一致性.     

利用数值法改进大学物理课中的演示实验

为克服传统的大学物理课堂演示实验的局限性,引入数值计算法.文章通过对弹簧纵波传播的模拟,得到纵波传播的正弦波形,模拟结果显示了纵波形成的中间细节;数值计算了光栅衍射的相对光强,光强公式中包含有电磁波波长、光栅常数、光栅缝宽以及光栅缝数,通过模拟不同参数下的光栅衍射光强分布,总结出各参数的作用.这两个实例同时显示出使用数值计算模拟大学物理演示实验,实验效果更为完美,演示时间大为减少.     

日常生活中的夫琅禾费衍射现象与教学实践

大学物理教学实践中,光的衍射因为概念相对抽象,理论分析较多,成为光学部分的教学难点。但笔者发现,如果能将光的衍射与日常生活实践相结合,设计简单实验,并对其原理进行简单分析、对其应用领域进行拓展,能充分激发学生学习兴趣,大大提高教学效果。文章以光的夫琅禾费衍射知识点的教学实践为例,设计了测量数码相机镜头分辨率的实验,并讨论了夫琅禾费衍射对GoogleEarth卫星成像系统的影响,取得了不错的教学效果。     

SAR系统仿真实验教学软件平台的构建

构建了一个合成孔径雷达(SAR)系统仿真实验教学软件平台。该软件平台包括SAR系统参数分析和计算、回波模拟、成像处理、图像质量评估、数据保存和显示控制等6个功能模块。借助该软件平台,学生可先根据SAR指标要求进行SAR系统参数设计,然后进行回波模拟和成像处理,最后通过图像质量评估结果验证所设计系统参数的正确性。该软件平台功能强大,也可以辅助科研项目的仿真实验。     

望远镜的成像与调焦过程的教学可视化探究

为深化学生对透镜成像规律和望远镜成像原理的理解,利用实验室中的凸透镜、凹透镜、光屏、光具座等器材模拟望远镜的成像及调焦过程;为了能让学生更直观地观察光线经过望远镜后传播方向的变化情况,利用NOBOOK虚拟实验软件实现对望远镜成像及调焦过程的理论模拟,达到即使无法到实验室也能开展科学实验的目的.不仅通过传统实验方法实现了望远镜透镜结构的可视化,还利用信息技术手段实现望远镜成像光路以及望远镜动态调焦过程的可视化.