三级反射式智能聚光塔仿真实验教学设计与改革

设计了一种新型塔式聚光器,分析了北斗定位追光算法对光能的利用率,运用模糊逻辑的PID控制算法,验证系统的鲁棒性,实现仿真实验教学研究与设计。对聚光镜场模型进行改进,得到三级反射光线分布规律。使用Tracepro软件进行光路仿真,根据计算和仿真得到的阈值,搭配两自由度舵机,建立三级反射式镜场。并通过引导学生改进实验算法和设计多级镜场来提高系统追光的准确性以及聚光的效率等。知识仿真实验设计涉及机械、光学、电路以及控制等学科知识,功能扩展性好,实用性高。知识探索光电控制系统设计的仿真实验教学改革路径。     

多变透镜立体光路演示仪的制作与应用

传统光路演示器材存在光路呈现不清、平行光源难以获得、课堂平面展示与实际立体光路脱节等缺陷,会使学生产生思维障碍。针对以上几个问题,多变透镜立体光路演示仪给出了解决方案,可提高光学实验教学的可操作性及可视性。     

SeeLight光学虚拟仿真实验平台设计与应用

为了解决传统光学实验教学中存在的操作相对滞后、成本高、限制多等问题,自主研发了See Light光学虚拟仿真实验平台,并基于该平台实现了与仿真实验深度融合的教学辅助功能。应用该平台在基础实验教学与创新能力培养两个方面开展教学实践,探索线上、线下相结合的混合式实验教学模式,改进实验教学中的个人能力评价方法,辅助教师开展智能化和个性化实验教学。     

基于Matlab的迈克尔逊干涉仪的仿真及实验验证

针对迈克尔逊干涉实验教学中光路调试难度大、仪器精度要求高、实验操作耗时较长等特点,基于光的干涉原理,根据等倾干涉和等厚干涉的光强分布,通过Matlab软件分别对迈克尔逊干涉仪的等倾干涉和等厚干涉实验进行了模拟仿真,观察了各自相关参数对干涉条纹图样的影响,通过实验验证,仿真结果与实验结果基本相符。教学实践表明,Matlab软件仿真和光学实验操作的有机融合,激发了学生的好奇心和科学探索的精神,有效地提高了课程的学习效果。     

MATLAB GUI动态仿真在光学实验教学中的应用

本文以光学等倾干涉实验为例,利用MATLAB GUI设计实验仿真界面,界面友好直观,内容丰富,可以通过界面的滑动条改变相关参数,动态显示仿真结果,观察和分析各参数对干涉条纹的影响,为光学理论分析与实验教学提供了方便,为相关课件的设计提供了新的途径。     

基于Matlab GUI设计的光学实验仿真

采用Matlab GUI设计对光学实验进行仿真,界面丰富直观,可以直接在界面中输入和改变参数而不需要改变原程序,直观地分析各参数的变化对实验结果的影响。为光学理论分析与实验教学提供了方便,为相关课件的设计提供了新的途径。     

信息光学仿真实验教学的探索与研究

针对信息光学课程的性质和实验课教学的现状,结合光信息科学与技术专业对信息光学实验教学的基本要求,利用MATLAB软件进行设计和开发,构建信息光学仿真系统,模拟信息光学教学中常见而典型的光学实验,如空间滤波、图像相加减和光学微分处理实验,实现优化信息光学实验的教学效果。     

全息光栅制作光路的ASAP仿真调试与实验验证

为了探究光学元件的调试对全息光栅条纹所产生的影响,运用ASAP光学软件对双光束干涉光路中的激光器、分束镜、反射镜、扩束镜、准直镜和干板进行位置、形状与尺寸建模,光学特性赋予和光线追迹仿真。干板相干能量分布结果表明,各元件光学面中心等高、共轴且扩束镜和准直镜共焦时,激光波长和光路夹角的改变会导致条纹间隔相应变化,分光比的增加会导致条纹对比度下降;反射镜与扩束准直系统不共轴将导致条纹倾斜且对比度下降;扩束镜和准直镜不共焦时,条纹将变成圆弧形。这与理论分析或通过CCD观察到的实验现象相符,说明ASAP仿真调试的可信度高,对于避免因光学元件调整不到位而造成条纹不理想具有现实指导意义,可参考借鉴到全息光栅制作光路的实际调试过程中。     

波动光学综合测试仪的设计和测量原理

设计了一种波动光学综合测试教学仪器,介绍了该测试仪器的设计方案及使用该测试仪器所进行的实验项目,包括双缝干涉实验、单缝衍射实验、圆孔衍射实验、光栅衍射实验、偏振光实验、验证马吕斯定律、测定布儒斯特角等。它适用于波动光学教学使用,也可以提供给学生做基础性实验和验证性实验。这套实验仪器的设计优点是:只用一套实验教学仪器就可以完成上述所有实验项目的演示和测量,综合性强,使用方便,造价低,光路外漏、直观,实验现象明显,易于学生理解。     

基于创新能力培养的荧光显微镜系统综合实验设计

基于工程光学基本理论,设计了开放式荧光显微镜系统综合性实验,实验内容为搭建一套集白光和激光照明于一体的荧光显微镜系统,实现荧光光谱和图像共采集,具备良好的可扩展性。该实验重点解决搭建过程中光路调节、激光扩束、物镜选择、信号采集等问题,对自主搭建显微成像系统具有重要的参考和借鉴意义。将自制荧光显微镜引入综合性实验教学,使学生能够动手完成基本光路调节,加深对荧光显微镜相关理论理解,实现将理论与实践相结合,进而有效提升学生理论分析和动手能力,激发学生科研兴趣和探索欲。