湍流对M×N列阵双曲余弦高斯光束传输和远场光束质量的影响

基于广义惠更斯-菲涅耳原理,并采用光束的非相干合成方法,推导出了M×N双曲余弦高斯列阵光束在湍流中的三维光强传输方程.采用桶中功率、β参量和Strehl比作为光束质量的评价参量,研究了湍流大气对双曲余弦高斯列阵光束远场光束质量的影响.研究表明:在湍流大气中,双曲余弦高斯列阵光束的传输将经历三个阶段的变化,并且湍流使得光束传输经历三阶段的进程加快;湍流导致双曲余弦高斯列阵光束扩展、最大峰值光强下降,但是,β参量随光束数目M(N)、相邻子光束间距xd(yd)和光束参量δ的增加而减少,即光束扩展受湍流的影响减小;并且,存在最佳xd(yd)和δ值使得Strehl比取得极大值.因此,适当选取M(N)、xd(yd)和δ可以降低湍流对双曲余弦高斯列阵光束远场光束质量的影响.

厄米-高斯光束通过湍流大气的传输特性

基于广义惠更斯-菲涅耳原理,推导出了厄米-高斯(H-G)光束的三维光强在湍流大气中的传输方程,研究了H-G光束在湍流大气中的传输特性,并与H-G光束在自由空间中的传输特性进行了比较.研究表明,H-G光束在自由空间传输会保持H-G光束的特征,但是H-G光束在湍流大气中传输其光强要经历3个阶段的变化,最终成为类高斯分布.湍流的增强会使得H-G光束传输经历3个阶段的进程加快,湍流导致H-G光束扩展和最大峰值光强下降.但是,光束阶数越高的H-G光束受到的湍流的影响越小.

双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离

为了研究双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的扩展,采用广义惠更斯-菲涅耳原理,推导出部分相干双曲余弦高斯光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离zt的解析表达式。对湍流参量(广义指数α、内尺度l0、外尺度L0)和光束参量(相干参量β、离心参量δ)对湍流距离的影响进行了理论分析。结果表明,zt随α的增大而先减小后增大,且在α=3.11处存在zt极小值;zt随l0和δ的增大而增大,随L0(仅当3.6<α<4时)和β的增大而减小。这一结果对双曲余弦高斯光束在实际湍流中传输的相关应用是有帮助的。

部分相干双曲余弦高斯光束通过湍流大气传输空间相干性的变化

基于广义惠更斯—菲涅尔原理,推导出了部分相干双曲余弦高斯光束通过湍流大气传输其光谱相干度的解析表达式,并研究了光束的空间相干特性.研究表明,部分相干双曲余弦高斯光束通过自由空间传输其光谱相干度会出现振荡和相位奇异现象,且震荡随光束离心参数δ增大而增强.但是,随着湍流的增强,不同δ的光谱相干度曲线相接近,并呈类高斯分布;此外,在湍流中随着传输距离z的增加光束的空间相干性变差.

浅谈医学物理学中案例教学法的应用

医学物理学是把物理学的原理和方法应用于人类疾病的预防、诊断、治疗和保健的一门交叉学科,是物理学与医学实践相结合的一门独立的分支学科。目前在我国的医学院校中,医学物理学作为医学生的一门必修课程,其目的是使医学生能够比较系统地掌握现代医学所需的物理学基础理论、基本知识、基本技术和方法。

部分相干双曲余弦高斯光束在湍流中的等效曲率半径

给出了部分相干双曲余弦高斯(Ch G)光束在非-Kolmogorov湍流中的等效曲率半径Rx(z)的解析式,并研究了湍流参数(广义指数α、折射率结构常数C2n)和光束离心参数δ对等效曲率半径的影响.研究表明,Rx(z)随湍流的增强而逐渐减小;随湍流广义指数α的增大而先减小后增大,且在α=3.11时存在Rx(z)的极小值.另外,Rx(z)随离心参数δ的增加而增加,但湍流使得其变化更加缓慢;湍流对Rx(z)的影响随δ的增大而增大.

截断光束在湍流中传输的光束质量

基于广义惠更斯-菲涅耳原理,推导出截断光束在湍流中的束宽解析表达式,并近似求解了湍流距离的表达式。利用光束束宽及湍流距离,研究了湍流对截断光束的光束质量的影响。研究发现截断光束在湍流中的扩展随传输距离的增大而增大。此外,湍流距离zT随截断参数啄和相干参数琢的增大而减小,即啄和琢越大,湍流对光束扩展的影响则越大,光束质量越差。本文对主要结果给出了相应的物理解释。

部分相干平顶光束传输于大气湍流中的角扩展

推导出了部分相干平顶光束传输于大气湍流的角扩展及相对角扩展的解析式,并定量地研究了湍流对光束角扩展的影响.用相对角扩展代替角扩展研究大气湍流对光束影响的灵敏度.研究表明随σ0、ω0的增大,M(N)减小,相对角扩展θspturb/θspfree将增大,即湍流对其扩展的影响将增大.本文对所得到的主要结果给予了合理的物理解释.

双语教学在医学物理学中的应用探究

该文探讨了双语教学在医学物理学中的开展背景和意义,剖析地方院校近年来开展医学物理学双语教学过程中的实施困难,结合各高校已有的教学成果和自己的教学调查研究与思考提出了相应的对策,以促进地方高校双语教学改革。

试探非线性教学模式在医学物理学中的应用

为了研究非线性教学模式引入医学物理学教学中的教学效果,从理论上探究了非线性教学模式的研究背景、具体构建方式及实践与评价结果。随机选取学生进行分组学习,基于两组学生的自评问卷的调查数据和学生的期末考试成绩进行教学效果评估。结果显示对基础知识部分的学习两组学生成绩比较差异无统计学意义,但实验班同学总成绩及综合应用分数都高于对照班。同时,通过学生问卷自评,非线性教学模式可以促使学生开放性思维,提高学习兴趣,能够培养学生自学、创新、临床知识应用等多方面能力。

医学物理实验教学现状及改革探索

本文分析了目前医学物理实验教学中存在的问题,探讨了教学改革的措施和方法,提出了多层次教学内容,多方式教学方法,多样化评价体系。

部分相干平顶光束在非Kolmogorov湍流中的湍流距离

给出了部分相干平顶光束通过非Kolmogorov湍流传输的湍流距离解析表达式,并研究了非Kolmogorov湍流的湍流广义指数、内尺度、外尺度和光束参数对部分相干平顶光束湍流距离的影响。研究表明：湍流距离随相干参数、束腰、外尺度（当湍流广义指数的取值为3.6~4.0时）的增大而减小;随光束阶数、内尺度的增大而增大;随湍流广义指数先减小后增大,且在湍流广义指数取3.11时存在极小值,即光束扩展的极大值。同时利用湍流广义指数及光束参数,具体比较了湍流距离与瑞利区间的大小,并指出光束参数及湍流广义指数决定了湍流是否在瑞利区间内就能对光束扩展构成明显的影响。

非线性教学模式在医学影像物理学中的实践研究

医学影像物理学是融合了医学影像和物理学,以物理学的知识为基础,研究和解决与医学诊断、治疗以及人体基础研究有关问题的交叉学科。它是涉及物理学、医学和信息学的跨学科领域,是医学院校公认较难的科目。在教学过程中存在教学过程封闭与教学内容开放的矛盾。这类学科的复杂性必然导致教学模式的改革。

非柯尔莫哥诺夫湍流对部分相干双曲余弦高斯光束扩展的影响

基于非柯尔莫哥诺夫湍流模型,本文给出了部分相干双曲余弦高斯光束通过湍流传输的二阶矩束宽和相对束宽解析式,并研究了湍流参数(广义指数α、内尺度l0、外尺度L0)和光束参数(离心参数δ、相干参数β)对光束扩展的影响。研究表明:束宽随α的增大而先增大后减小,且在α=3.11处存在光束扩展极大值;束宽随l0的增大而减小,随L0的增大而略微增大(仅当α>3.7时)。另外,束宽随δ的增大及β的减小而增大,但当δ越大和β越小时,光束扩展受湍流的影响则越小。

截断光束在非Kolmogorov湍流中的扩散角及方向性

采用非Kolmogorov湍流模型,给出了截断光束在湍流中的二阶矩束宽和扩散角表达式,利用相对扩散角定量研究湍流对光束扩散角的影响,同时研究了光束在非Kolmogorov湍流中的方向性。研究表明,扩散角θsp和相对扩散角θsp/θspfree随湍流广义指数α的增大而先增大后减小,且在α=3. 11处有一个极大值;θsp/θspfree随随截断参数δ和相干参数β的增大而增大。另外,研究指出截断光束在湍流中的方向性与所采用的湍流模型无关,即不同参数的截断光束在非Kolmogorov湍流中也可具有相同的方向性。本文对重要结论给出了相关的物理解释。

部分相干环状平顶光束在大气湍流中的传输特性

文章研究了部分相干环状平顶光束在大气湍流中的传输性质,并推导出该光束在大气湍流中的角扩散解析表达式.研究表明,在一定条件下,两个不同的部分相干环状平顶光束、环状高斯谢尔模型(GSM)光束能够在自由空间及大气湍流中传输具有相同的角扩散.对该理论结果给出了相应的物理解释.

部分相干厄米高斯光束的湍流距离

根据广义惠更斯-菲涅耳原理和积分变换技术,推导出了部分相干厄米高斯(H-G)光束传输于大气湍流的湍流距离表达式,并定量地研究了湍流对部分相干H-G光束扩展的影响.研究表明,湍流距离ZT与折射率结构常数C2n、光束阶数m、相干长度σ0及波长λ有关,且ZT随C2n、σ0的增大而减小,随m的增大而增大.即随着C2n、σo的增大,m的减小,湍流对部分相干H-G光束扩展的影响将增大.因此,选择合理的光束参数可减小湍流对部分相干H-G光束扩展的影响.

《医学影像物理学》教学方法初探

医学影像是用各种成像装置采集人体内部解剖学、生理学（包括病理学）和心理学的信息并实现可视化的科学。医学影像物理学以物理学为基础,跨越信息学和医学,是典型的跨学科领域[1]。目前在我国的医学院校中,《医学物理学》作为医学影像专业的专业基础课。学习的目的是让学生掌握成像理论的基本物理原理和规律。理解医学影像成像过程、成像方法;能够评价图像以及读释图像,为挖掘图像所蕴涵的生物医学信息奠定基础。

部分相干双曲余弦高斯光束在湍流中的扩展区间

为探讨部分相干双曲余弦高斯光束在湍流中的扩展情况,采用湍流距离,将部分相干双曲余弦高斯光束在湍流中的传输路径划分为三个区间,并详细研究了三个区间范围随各参量的变化情况。结果显示,光束从传输路径上依次进入三个区间,其光束的扩展逐渐加剧;第一、二区间的长度及第三区间的起点均随湍流广义指数α表现出非单调变化(随α增大而先减小后增大),并随相干参数的增大而减小,随离心参数的增大而增大。此外,通过对比第一区间与瑞利区间发现,α越大,湍流在瑞利区间内对光束扩展构成的影响越容易被忽略。研究表明,选取合理的参数可有效控制部分相干双曲余弦高斯光束在湍流中的扩展区间。

湍流对截断光束瑞利区间的影响

推导出截断光束在自由空间和湍流中的瑞利区间表达式,并研究了光束参数和湍流强度对瑞利区间的影响。研究发现,湍流中瑞利区间随湍流强度的增大而逐渐减小。另一方面,不论在自由空间还是湍流中,瑞利区间都随相干参数β和δ截断参数的增大而增大。β和δ取较小值时,湍流对瑞利区间的影响可以忽略不计;而随β和δ的增大,湍流对瑞利区间的影响逐渐增大。