基于双频激光干涉仪的精密定位系统设计

为实现某些光学部件或高精度测量仪器快速驱动与定位,设计并实现了一套快速精密定位系统。该精密定位系统采用双闭式气浮导轨支撑工作台,直流力矩电机通过谐波减速器减速,以摩擦驱动的方式实现快速定位。以双频激光干涉仪作为最终位置反馈,有效地在定位过程中消除了系统在运动过程中形变和应力释放带来的不确定干扰。采用带有前馈算法的PID控制技术,通过调节各参数,使系统具有快速平滑的响应特性。相对于传统设计方式,在保证精度的同时,降低了系统的复杂程度,也降低了对加工工艺的要求。经过实验测试,定位精度可达176nm,单步稳定所需时间在2 s以内,满足精密定位需求。     

激光外差干涉仪设计与实验研究

将现代光学实验引入本科物理实验课程中有助于学生了解光学及科技应用的最新发展状况。外差干涉方法是精密测量微小位移的重要方法之一。以常用的光学实验仪器、光学元件和调整架等设备,给出了一种空间式的激光外差干涉实验设计方案,并自主搭建实验装置,用于大学物理实验的教学与研究。     

发挥双频激光干涉仪功能开出高质量的实验

双频激光干涉仪是现代精密测量中最精密的测量仪器之一。文章介绍了双频激光干涉仪的实验内容和方法，以及在实验教学中激发学生兴趣和求知欲，提高学生综合能力的实践经验。     

用迈克尔逊干涉仪比较钠光和激光的相干长度

介绍在大学物理实验中如何用迈克尔逊干涉仪测量、比较钠光和激光的相干长度.该方法不但丰富了实验内容而且使学生更深刻地理解了光的相干性、相干长度等概念,对激光的特性、激光与其它光线的不同之处也有所了解.     

基于激光干涉仪的机床精度检测及误差补偿创新实验设计

利用引进的ML10激光干涉仪,进行适用于本科实验教学的创新实验设计,开发了基于激光干涉仪的创新实验——数控机床精度检测与误差补偿实验。结果表明,此类实验的开设不仅大大增强科研设备的利用率,而且对创新本科实验教学、提高学生专业技能有很大帮助。     

用迈克尔逊干涉仪测氦氖激光波长的标准不确定度评定

结合不确定度的有关概念及相关计量规范要求,对利用迈氏干涉仪测氦氖激光波长的测量结果进行标准不确定度评定.     

应用于大面积光刻的激光图案检测系统

基于激光干涉光刻的基本原理,设计了新型的可应用于大面积光刻的激光图案检测系统,并阐述了利用电荷耦合元件对光刻图案的CMOS实时检测及实现大面积光刻的方法。实验结果表明,使用激光干涉光刻技术可以产生大面积的亚微米级周期性图案。该方法提供了得到高分辨、无限焦深、大面积光刻的可能性。     

一种激光测量干涉仪的研究

近年来,激光测量干涉技术的研究受到越来越多的重视,特别是随着现代工程技术的飞速发展,高精度的低频微小振动测量已经成为目前工业和科学发展中迫切需要解决的问题.在综合考虑了众多高精度测量方法的基础上,本文提出了一种用于激光测量干涉技术的改进型迈克耳逊激光干涉仪.     

Cu纳米颗粒薄膜的飞秒激光溅射实验研究

实验利用飞秒脉冲激光沉积Cu纳米颗粒薄膜,获得不同激光能量时溅射Cu粒子空间分布结果,并结合Matlab、Excel和Origin等软件对这些数据进行处理分析。实验结果表明：Cu纳米颗粒的空间分布遵循Anisimov气体膨胀模型,大部分的粒子主要集中在基片与溅射源中心线附近在小立体角度（θ〈30°）范围扩散。最后,实验选取合适立体溅射角度（θ≈30°）,能量密度约为0．72J／cm2时,在不同曝光时间条件下溅射Cu纳米颗粒薄膜,并采用原子力显微镜（AFM）表征了膜厚变化情形,综合分析了纳米颗粒薄膜空间沉积成膜的过程和规律,为后继数值模拟分析提供了实验验证依据。     

基于激光扫描的纳米晶粒生长估算及试验验证

基于纳米晶粒生长的Brook模型和一维半无限大激光加热模型。建立了纳米材料激光成型晶粒生长估算模型;根据试验获得的性能参数进行了数值计算;利用激光扫描纳米材料获得了纳米块体零件,并对数学模型进行了修正。模型的建立将有利于加工过程中的参数选取及晶粒大小的变化的预测。     

基于激光测距法的智能虹膜识别系统设计

针对传统虹膜识别系统计算复杂、实时性差等问题,设计了一种激光测距法的智能虹膜识别系统。在Gabor滤波图像的基础上,利用分块图像的幅值均值和相位信息来提取虹膜特征量,并结合k-近邻算法来完成虹膜识别功能,减小识别时间并提高识别准确度;同时,针对红外相机在日夜转换时因可见光与红外光波长不同导致的虚焦、画面模糊现象,采用激光测距法自动对焦,实现低成本、快速、精确的人眼图像预处理。本设计将识别结果通过WiFi发送至云端服务器,减少了布线。经测试,该系统运行稳定、识别速度快,已应用于某安防系统。     

基于FPGA的激光器功率控制系统设计

以FPGA芯片为控制核心结合相关的外围器件完成了激光器功率控制系统的设计.通过FPGA控制数字电位器DS1867实现了对激光器电源内部电阻的控制,改变激光器发射功率等级的目的.同时系统还实现了检测激光器所在环境的温度,及高温报警、定时控制等功能.     

基于集散控制系统的CO_2激光器远程监控系统设计

针对工业生产领域应用轴快流气体激光器远程监控的实现,提出了以PLC控制器作为下位机、PC端或移动端作为上位机,由此组成一个能实现集散控制、远程监控的激光器智能系统的设计。探讨了在不具备因特网覆盖的工业现场选用GSM模块作为远程监控,在网络可覆盖的现场采用互联网对激光器作为远程监控的实施方案,不仅节约成本提高效率,同时对激光器朝智能化和网络化发展能起到促进作用。     

基于神经网络的电力负荷预测系统设计

应用RBF(Radial Basis Function, 径向基函数)人工神经网络进行电力系统短期负荷预测.考虑了天气、经济、节假日等因素对电网负荷的影响,将负荷按照每周各日分类,共七种模式,学习样本选取每周中的相同类型日.在预测前还对原始数据中的伪数据进行剔除,提高了预测的精确度.利用从湖南省双峰电力局收集到的负荷数据进行网络模型的训练,所得结果表明了RBF网络对于负荷预测是有效性的.     

基于光纤耦合器的全光纤双M—Z干涉仪研究

利用2×2熔融拉锥型光纤耦合器,提出构建双M—Z干涉系统方案,分析了熔融拉锥耦合器参数特性对双M—Z干涉系统稳定性的影响以及干涉臂输出光强特性。该实验系统低频振动周期为3±0．32min,系统漂移速率为2．82tad／min。     

从认知负荷理论看教学设计

认知负荷理论(Cognitive Load Theory)是在现代认知心理学研究的成果基础上提出的一种促进教学设计的理论，它为研究认知处理和教学设计提供了一种新的理论框架。在认同G．Miller关于短时记忆受制于它所能同时容纳的成分的数量的理论基础上，CLT把图式作为组成个体知识基础的认知结构，关注降低工作记忆负荷的教学设计技术，以便促进与图式获得有关的长时记忆的变化。由于同时考虑到信息的构成和学习者内部允许其处理这些信息的认知结构，认知负荷理论已经产生了多种独特的且有时与直觉相矛盾的教学设计和程序。本文概括介绍了认知负荷理论的一些基本原理及其对教学、网页制作和其他信息呈现方式的设计的含义，以能够对教学设计及相关信息呈现设计有所启示。     

基于 STM32 的高稳定度半导体激光器驱动系统设计

为解决便携式拉曼光谱仪进行定量分析时易受半导体激光器输出光功率以及波长稳定性影响问题,设计了一种基于 STM32 的高稳定度半导体激光器驱动电路系统。该系统采用高功率密度的恒流芯片 TPS54200为激光器提供稳定的恒流源,采用集成温度控制芯片 MAX1978 对激光器工作温度进行精确控制,结合主控芯片 STM32 对激光器输出光功率以及工作温度进行高精度调节和控制。实验结果表明,该系统对驱动电流 0~1500mA 可调,电流线性度为 0.17%|工作时间 1 小时内温度控制最大误差为 0.09℃|输出的峰值光波长偏差在0.02nm 以内|输出光功率范围宽,稳定性达到 0.08%。该设计满足光谱仪工作要求,系统稳定性较好,对同类型激光器适用性较强。