透镜光轴上的光振幅分布

表文以透镜和高斯光束菲涅耳数为参数推导出高斯光束通过透镜后光轴上的光振幅分布表达式,讨论不同参数的分布结果.     

基于光学捕获原理的光波粒二象性演示实验装置

首次将光纤光镊技术应用于光的波粒二象性演示实验,实现了光波动性与粒子性的同时演示.基于光学捕获技术,实现了对微粒的三维空间捕获、定位和移动,演示了光的粒子性.基于光束干涉测量技术,实现了对光纤端和捕获粒子表面反射光束干涉信号的记录和检测,演示了光的波动性.该实验装置具有成本低、体积小、集成度较高的优点.     

基于MATLAB GUI的杨氏双缝干涉仿真动画设计

设计了一个基于MATLAB GUI的杨氏双缝干涉仿真平台,其能将干涉时的光波波峰和波谷叠加状态以动画的形式展示出来,同时可仿真相关参数的连续变化对干涉条纹和光强分布曲线的动态影响,使得抽象的物理规律直观形象.同时,结合演示实验,有助于学生对干涉现象的理解,提高教学质量效果.     

用双缝干涉测光的波长实验的改进

"用双缝干涉测光的波长实验"的改进中学生使用的实验仪器为J2515型双缝干涉验仪,它与J2507型光具座和学生电源(输出电流为2A或3A)配套使用,可以观察白光和单色光通过双缝所产生的干涉图样,测量出单色光的波长。仪器采用游标读数机构,测量精度比较高,具有操作简便,性能稳定,干涉条纹清晰等优点。     

空心高斯光束的非准直透镜系统衍射研究

利用非准直光学系统的ABCD矩阵表达式和Collins衍射积分公式,推导出了空心高斯光束通过光阑和非准直4f透镜系统衍射场的解析表达式,并对衍射场进行了研究分析.数值模拟计算表明,空心光束的阶数、束腰和4f透镜系统的错位位移等因素对衍射场特性有很大的影响.     

部分相干光在斜程和水平大气湍流中的光强与扩展

基于广义惠更斯-菲涅尔原理、交叉谱密度函数,利用修正von Karmon 谱模型以及
ITU-R 颁布的大气折射率结构模型,首先推导出部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中斜程和
水平传输时的光强分布以及光束扩展解析式,然后分别从归一化光强分布和相对束宽的角度
讨论并对比了斜程和水平传输时天顶角、湍流强度、光束相干长度等参数对光束光强分布和
扩展的影响,并给予相应的物理解释. 研究表明：1) 部分相干高斯-谢尔光束在自由空间中水
平传输时的归一化光强与斜程传输时的光强分布相同;2) 天顶角越小,光束的归一化强度分
布越集中,峰值光强越强,同时所受湍流的影响也越小. 3) 在斜程传输情况下,天顶角、湍流
强度、光束相干长度等参数对光束扩展的影响与水平传输几乎一致.     

轴流混输泵串列叶栅内流场特性及其诱导噪声研究

为研究轴流式混输泵内声场噪声特性,以自主设计的轴流式油气混输泵为研究对象,基于SST k-ω模型模拟泵内部非定常流场,提取非定常压力脉动信号,运用声学软件LMS Virtual Lab直接边界元法DBEM求解混输泵叶轮部件、导叶部件引致的噪声。分析了混输泵叶栅内压力场、速度场、压力脉动和泵进、出口场点声压级分布规律。结果表明:叶栅内压力脉动受叶片通过频率以及动静干涉作用的影响,随流量的增大,压力脉动受动静干涉的作用逐渐增强,受泵转速的影响逐渐减弱;混输泵内声场噪声频谱特性与压力脉动有一定的关联,叶轮诱导噪声明显大于导叶诱导噪声,叶轮与导叶之间的动静干涉作用是混输泵内声场噪声的主要影响因素。     

杨氏双缝干涉中的两个近似计算及其误差分析

分析了点光源杨氏双缝干涉中光程差的近似计算及其误差产生原因,也分析了带状光源杨氏双缝干涉中光源宽度临界值的近似计算及其误差产生原因,同时给出了两个近似计算的新的适用条件.     

多摄站数码影像光束法相机检校的研究

普通数码相机在近景摄影测量中的使用越来越普遍,基于三维控制场的光束法作为相机检校的一种经典方法被广泛应用。为了研究影像数量和拍摄角度对光束法相机检校的影响,架设了多个摄站对三维控制场进行拍摄,通过依次增加摄站影像进行光束法相机检校,并对检校参数从稳定性和量测应用精度2个角度进行了比较分析。结果表明:在一定范围内,多摄站影像的光束法解算有利于提高检校参数的稳定性,并且量测应用精度较高,但并不是影像数量越多越好,随着拍摄时镜头距控制场中心距离的增加,以及镜头相对于正直拍摄方向偏转角度的增加,得到的影像并不利于检校,加入这些影像反而会导致检校效果变差。在实际的应用中,可以考虑在控制场的左前方、正前方和右前方等合适位置架设5个摄站,使用5张影像进行光束法相机检校以获得最佳的检校稳定性和量测应用精度。     

高斯光束传播性质的数值模拟研究

基于平面波的角谱表示方法,给出高斯光束在非傍轴近似下的电场积分表达形式,数值模拟出高斯光束,并研究其在空气中的传播性质.主要讨论了高斯光束的光强度分布特点,波阵面、光斑尺寸的变化情况,以及束腰半径的大小对高斯光束的影响.通过对高斯光束的数值模拟,可以让学生对高斯光束建立一个更为形象而具体的物理图像,从而更深刻而细致地理解高斯光束.     

量子点中类氢离子杂质的某些精确解和微扰解

根据有效质量近似理论，采用无限深势阱模型研究了位于GaAs-Ga1-xAlxAs球形量子点中心的类氢离子杂质，讨论了量子点的囚禁作用对类氢离子杂质系统的能量和电子分布几率的影响，给出了某些波函数的有限形式的精确解，并考虑了系统与外加弱电场的相互作用，利用直接微扰法给出了一级修正波函数和二级能量修正。     

平面波正入射情况下正三角波导的传输特性

对平面波正入射情况下正三角波导的传输特性进行了理论分析与探讨,求解出该波导系数的解析结果,从而得到该波导任意长度截面的光场分布,并借助于数值方法模拟其结果.结果表明,在波导的z=L0/6和z=L0/9截面的光场分布具有三重轴对称性.     

水平流体层中声波频散方程式根的计算与分析

研究了水平流体层中声波频散方程式实根的分布．计算结果表明，在一定频率下频散方程存在一个或多个实根，由实根分布可以预测在水平流体层中导波的传播机制．     

绝缘体内缺陷诊断用调制红外脉冲波的传播特性

用热能波传播微分方程表达调制红外脉冲注入绝缘体内形成热能波传播的热不平衡状态以及绝缘体的热扩散系数,介质的密度,力学性能之间的关系,提供绝缘体中的介质信息传热理论及计算方法.动态响应确定绝缘体和缺陷层的温度分布,采取测量几种不同调制频率下光热辐射信号的振幅、相位以及增加脉冲热能波的峰值强度方法,联立得到相应参数值,确定出缺陷层的未知参数如位置、厚度、热导率、热扩散系数等.尤其适合于层状复合材料、带有表面涂层或镀层及胶合结构存在层间缺陷、空洞、裂纹的无损检验.     

外场中双光子Jaynes-Cummings模型的统计性质

考虑了在外场中的双光子Jaynes-Cummings模型．将原子与外场的相互作用视为微扰，采用微扰论的方法，得到了直到一级的波函数．重点讨论了在外场作用下腔场的光子数分布和原子的布局反转等统计性质．     

部分极化波瞬态极化投影的统计特性

在电磁波瞬态极化理论的基础上,研究了部分极化波的瞬态极化投影的统计特性.提出瞬态极化投影到期望极化轨道的距离的概念,其本质是两个极化信号瞬态极化投影的距离度量.在正态假设下,推出了该距离所服从的概率分布密度解析公式,并证明了当对部分极化波的独立采样数足够多时,该距离近似服从正态分布.     

n维空间中求解一类波动方程的方法

求解波动方程的初值问题一般可采用分离变量法、积分变换法、特征线法、行波法和球面平均法等方法.给出了n维空间中一类特殊波动方程求解方法.即当空间维数为奇数时,通过适当的变换,将波动方程转化为热传导方程,利用热传导方程的结果导出所求波动方程的解;当空间维数为偶数时,用降维法得到所求波动方程的解.     

基于VHDL多波形发生器的设计与实现

利用EDA开发平台,采用VHDL语言编程和QuartusⅡ软件编译仿真,设计了正弦波、三角波、方波和用户所编辑的各种混合波形发生器。该波形发生器可以满足各种机电控制和工程仿真的需要。     

关于泊松亮斑的理论研究

研究了泊松亮斑问题.用基尔霍夫积分和菲涅尔半波带法对圆屏后光轴上的光强在近轴和远轴条件下进行了计算,根据实验数据,对圆屏成像公式中的焦距与半径、圆屏遮挡的半波带数及光源波长之间的关系进行了理论分析和讨论.并将圆屏衍射成像与透镜成像作了分析比较,用计算机绘制了物距、像距与圆屏半径关系曲线图,给出的计算数据可在圆屏成像演示实验时作参考.得到圆屏衍射轴上处处有亮点和圆屏位置移动量的计算公式.     

矩形波导管的管壁电荷电流及管内电磁波检测

以TE10和TM11型波为例,研究了矩形波导管内的电磁场激发的管壁电流与电荷分布及如何对管内电磁波进行检测的问题.结果表明:TMmn波的管壁电流都在纵向,而TEmn波的管壁电流既有纵向分量也有横向分量;管壁上还存在局部电荷的堆积.因此,了解管内电磁波的性质,只需在壁上无电流处开缝,放入探针检测即可.