麦克尔逊干涉实验的计算机模拟

利用VB编程技术及Win32API函数,在计算机上创建麦克尔逊干涉的模拟实验环境,实验利用双光束干涉光强公式获得麦克尔逊的干涉条纹,并模拟干涉条纹的移动和对干涉条纹进行仿真测量。该实验环境可完成设备创建、设备操作、现象观察和数据测量等实验过程。     

迈克尔逊干涉实验的仿真研究

根据光的干涉理论,应用MATLAB软件编程,模拟了迈克尔逊干涉实验光强分布图形.通过改变入射光强、入射波长、介质薄膜厚度、介质折射率和透镜的焦距等参数,观察到干涉条纹的相应变化,这种计算机仿真方法扩展了等倾干涉问题的研究途径与方法,具有一定的应用价值,尤其对于教学具有直观作用.     

基于手机光传感器精测空气折射率

为解决迈克尔逊干涉仪测定空气折射率实验中因人眼观察条纹的变化数容易产生误读的问题,巧用智能手机的光传感器实时感应并记录干涉条纹中心位置的明暗变化,生成"亮度-时间"图像,通过数图像中波谷或波峰数目的方法精确得出干涉条纹的变化个数,从而精确地测出空气折射率。该方法不仅消除了实验者的视觉疲劳,而且使实验结果更加精准。     

杨氏双缝实验中条纹移动的讨论和计算机模拟

给出杨氏双缝实验中,在一条缝后加上透明膜后接收屏上相对光强分布的解析式;C语言编程,作出光强分布曲线;计算机模拟实现条纹移动的条件。     

基于MATLAB的杨氏双缝干涉实验的研究

应用MATLAB软件编程,模拟了杨氏双缝干涉实验光强分布图形,通过改变波长、缝宽等参数,研究了双缝干涉条纹的光强变化规律。得到双缝的宽窄是造成杨氏双缝干涉实验条纹光强分布不均的主要因素,以及杨氏双缝干涉条纹宽度与波长反比等规律,这与光学理论相符合。并且通过对该实验进行计算机模拟,可以直观地分析各参数对干涉结果的影响,对光学教学有重要的意义。     

液体表面波衍射条纹强度不对称性与频率的关系

采用激光衍射法获得了低频液体表面波衍射条纹,并对衍射条纹强度不对称性的影响因素进行了分析,发现其明显程度随表面波频率的增大而非线性增加。自组实验测量系统、自行设计实验方法获得液体表面频率在160Hz-250Hz变化时的衍射图样,利用光强分布软件对所得图样进行处理得到了衍射条纹强度不对称性与表面波频率的关系,实验与理论吻合。     

利用半导体激光衍射条纹测丝径和缝宽

根据惠更斯-菲涅耳原理,导出了衍射物尺寸与光波长、衍射距离、条纹级数和条纹偏距的参数方程,分析了半导体激光衍射条纹的光强分布规律,依此进行了实验验证。结果表明：可以利用半导体激光衍射条纹测量丝径和缝宽,测量值的准确度相当高,从而拓展了一种测量丝径和缝宽的新方法,为光学实验的创新教学提供了理论依据。     

迈克尔逊干涉仪测量平行透明物厚度或折射率

迈克尔逊干涉仪可较方便的获得稳定的等倾干涉现象。光路中介质特性的变化直接影响等倾干涉条纹的分布状况。用等倾干涉测量介质厚度或折射率,一般须避免对难于测量的入射光倾角和干涉条纹绝对级次等量的确定,传统的方法往往采取移动反射镜或改变被测介质的几何位置以获得等倾条纹中心级次改变来实现。如果合理利用透镜的成像原理和入射光小角度下良好的近似关系,则可简便地通过测定等倾干涉条纹直径,来确定平行透明物的厚度或折射率。     

向列相圆盘形液晶盒二维孤子的光强—时间曲线实验

本文采用记录光强曲线的方法,研究向列相园盘形液晶盒中在边缘改变压强所激发的向心移动的二维孤子的性质。实验得到孤子光强随时间变化的曲线,给出白色环形孤子的传播速度与激发气压之间的关系图线。实验结果支持了指向方程均匀定态解存在的分析,证实在向列相园盘形液晶盒中有一种类型的黑环正是二维轴对称A型孤子,并对实验中二维B型孤子存在的可能性进行了讨论。     

透射光的等厚干涉及条纹分析

介绍一种观察透射光等厚干涉的新方法 ,该方法丰富了等厚干涉的内容 .利用光的干涉理论 ,计算了不同薄膜界面反射率 (光强反射率 <0 .5 )对应的干涉条纹光强分布 .实验中通过镀膜增加玻璃板的反射率 ,提高了条纹的可见度 .并将透射光的条纹与反射光的条纹进行了比较和分析     

对迈克尔逊-莫雷实验的思考

通过对比和分析,讨论了迈克尔逊-莫雷实验测量地球相对绝对静止参考系的相对运动时的条纹移动问题,认为测量过程中旋转90°后的光强是不变化的,因此它不能测出相对运动速度。要测相对运动速度,可对测量方法做一个改进。     

利用杨氏双缝干涉实验检测涡旋光束的拓扑荷数

研究涡旋光束经过杨氏双缝干涉后的干涉条纹,发现不同于平面波的竖直干涉条纹,涡旋光束的干涉条纹出现扭曲.从条纹的上部往下看,涡旋光束的干涉条纹出现横向的移动,而移动的方向和大小分别取决于涡旋光束拓扑荷数的符号和数值大小.对干涉条纹进行观察发现,实验观察结果和理论结果基本上保持一致,可以通过观察涡旋光束的干涉条纹来判断涡旋光束的轨道角动量.     

利用平行分束偏光镜干涉装置测定晶体折射率

利用平行分束偏光镜、1／2波片、起偏器、检偏器的恰当组合,给出了一套偏振光干涉实验装置。经过分析,该装置不仅能完成偏振光的干涉实验,而且可以测定晶体的折射率或折射率分布情况,通过测量干涉光强,当在单光路中置入折射率均匀晶体时,可以计算出相应的折射率;如果在两个光路中置入同一非均匀折射率晶体,则可以测定该晶体的折射率分布情况,分析了可能的误差来源,并提出了装置的优化设计方案,指出了实验系统的优缺点。     

改用球面镜的迈克耳孙干涉仪与牛顿环实验的研究

将迈克耳孙于涉仪的一个反射镜改装为球面镜，可以得到与牛顿环实验等效的光路，平行光照明时可制作波带片．反射镜移动时条纹变化有一定的规律，移动时随着等光程位置的改变，可使彩色条纹为不同大小的圆环．     

一种提高长周期光纤光栅生物包膜传感器性能的方法

基于耦合模理论和阶跃折射率单模光纤三层模型包层模理论,可在长周期光纤光栅(LPG)光纤包层外涂制特定的抗体作为生物活性膜层,并通过生物活性膜层折射率的变化来检验血液中是否存在对应的抗原。研究结果表明,当在LPG内部引入啁啾后,可提高LPG传感器的谐振波长偏移的灵敏度,但透射光强峰值会有相应的下降;随着啁啾参数的增加,透射光强峰值变化不大,谐振波长偏移随折射率的变化更为敏感。但当啁啾参数达到一定的量值时,这种偏移量相对较小。实验选用折射率同抗原、抗体接近的硅化膜作为成膜基底材料,基底膜层厚度可选择在约120nm,此时的波长位移线性度好,有利于实验中的测定。     

探究压强对折射率的影响

本实验利用光干涉的原理来观测空气的折射率,并通过迈克尔逊干涉仪研究压强对折射率的影响。本次实验,原理简洁易懂,方法简单科学,并能使学生进一步掌握光的干涉原理。     

高压下ZnSiP_2振动性质和光学性质的第一性原理研究

为探究不同压强奈件对ZnSiP_2晶体结构、振动性质和光学性质的影响,基于第一性原理计算方法,根据因子群分析理论对ZnSiP_2晶体的振动模式进行归类,并通过计算偶极距得到不同压强下ZnSiP_2晶体的红外光谱图.此外,基于介电函数的实部和虚部对不同压强下ZnSiP_2晶体的光学性质进行计算.结果表明:ZnSiP_2晶体共有24个振动模,其中3个为声学模,其他为光学模,计算所得拉曼振动模与实验数据吻合良好;随着压强的增加,多数红外振动模的峰位向高频区域移动;ZnSiP_2晶体各向异性非常明显,随着压强的增加,介电函数实部和虚部曲线均向高能区域移动,且顶峰所对应能量有所增大;计算所得静新射率的平方近似于静介电常数,与理论公式符合良好;ZnSiP_2晶体折射率、反射率、吸收系数和能量损失函数曲线均随压强的升高向光子能量增大的方向移动.研究说明施加压强是调制ZnSiP_2晶体电子结构、改变其光学性质的有效手段     

空间相位调制表面等离子体共振检测蛋白质芯片

蛋白质组学研究需要无标记高通量的检测技术.将空间相位调制与表面等离子体共振传感结合,使生物分子相互作用引起的反射光的相位变化转换成干涉条纹的移动,通过计算条纹的位移可得到相位的变化量,解析出相关的蛋白质相互作用信息.实验结果表明: 系统的相位分辨率为 0.2°, 可检测出质量分数为0.02%的食盐溶液,相当于3×10-5 RIU(refractive index unit)的折射率分辨率.适当增加传感芯片上金膜的厚度,可将折射率分辨率提高到2×10-6 RIU.兔IgG与羊抗兔IgG相互作用实验又进一步表明: 该系统具有实时阵列检测蛋白质相互作用的能力,进一步提高精度并完善后可成为蛋白质组学研究的重要工具.     

非对称量子阱中折射率变化研究

主要研究了一种特殊非对称量子阱中的克尔非线性折射率的改变.首先利用量子力学中的密度矩阵算符理论和迭代方法导出了量子阱中的克尔非线性折射率的改变的表达式,然后以典型的非对称量子阱材料为例作了数值计算.数值结果表明,入射光强以及系统的非对称性对克尔非线性折射率以及总的折射率的影响,从而为实验研究提供理论依据.     

余弦高斯光束通过负折射率介质的传输特性

在傍轴近似情况下,利用柯林斯公式计算出了余弦高斯光束通过负折射率介质的光强解析表达式。研究了负折射率材料工作频率和余弦高斯光束的调制参数对余弦高斯光束光强的影响。计算结果表明:可以利用负折射率介质的工作频率控制余弦高斯光束的光强。此研究结果提供了一种控制余弦高斯光束传输特性的新方法和技术。