大学物理“三阶式”混合教学模式的探索与实践

合肥工业大学以积极构建能力导向的“培养目标—教学过程—质量提升”三位一体教学体系为指导思想,将混合式教学理论应用于大学物理课程改革,在多年来大学物理课程建设和改革经验的基础上,创新性地提出了构建“探究式预习—同伴式学习—进阶式复习”的三阶式混合教学模式的理念和方法,在基于智慧教学平台的混合教学模式方面进行了积极探索和实践,以期进一步提高教学质量,为“双一流”背景下高素质理工人才的培养提供支持和借鉴。

基于掺铒氟化物光纤的22.8μm可调谐激光输出

采用高浓度掺杂的掺铒氟化物光纤可以增强铒离子的能量转移上转换过程,从而产生2.8μm波段的中红外激光。铒离子的全波段发射光谱范围覆盖0.5~3.0μm,其发射波长与相应能级之间的跃迁相吻合。对铒离子全波段的激光输出开展了实验研究。由于氟化物掺铒光纤的高掺杂浓度, 2.8μm激光占据主导地位。当泵浦功率为2~4 W时,激光输出在2714~2784 nm范围内可调谐,这是由增益竞争和腔内选择性以及非均匀加宽效应造成的。当泵浦功率增加到3 W以上时,可以观察到激光的谱分裂现象。实验获得了2.8μm波段的高稳定中红外激光,最大输出功率为0.7 W,斜率效率为12%。

基于光栅干涉仪的暗场成像的Cramér-Rao下界

在光栅相衬成像中,通常使用相位步进法进行数据采集和信息提取。然而,对于相位步进法在提取暗场信号的算法效率还没有得到充分的评估。本研究引入Cramér-Rao下界对提取暗场信号的算法效率进行评估。基于理论分析和数值计算发现目前完全有效的算法仅适用于三步相位步进法,其他更多步数的相位步进法都是次优的。本研究以Cramér-Rao下界作为依据,定量地分析了相位步进数和可见度对算法效率的影响。结果表明在低可见度的情况下,相位步进法可以接近理论的最佳效率;在高可见度的情况下,当相位步进数大于5时,算法效率仅为77.4%,这可为基于X射线和中子光栅干涉仪的暗场成像的信噪比优化提高、剂量优化提供指导。

TiCN作为可饱和吸收体的2.8μm被动调Q锁模光纤激光器

本文报道了一种基于材料可饱和吸收的2.8μm被动调Q锁模掺铒氟化物光纤激光器。通过将TiCN颗粒作为可饱和吸收体直接涂覆于反射腔镜,并结合氟化物光纤垂直端面的输出耦合,实现了具有较低激光阈值和紧凑腔结构的2.8μm脉冲光纤激光器。该激光器在泵浦功率达到330 mW时,开始出现调Q锁模脉冲。随着泵浦功率持续增大,调Q脉冲包络重复频率从14.34 kHz增加至32.57 kHz,对应的脉冲宽度从10.51μs减小至5.40μs。在650 mW的泵浦功率下,获得最大平均输出功率25.83 mW,斜率效率为7.2%。