超声光栅测量液体中声速的改进

利用超声光栅测量液体中的声速实验中,由于光波通过超声光栅产生的衍射条纹数量较少,不能很好地进行多级衍射条纹间距的测量,而且无法测量具有腐蚀性的液体。为此,在超声槽及增加超声波功率等方面,进行了一些实验方法和仪器的改进设计与制作,主要是给超声波传感器(压电陶瓷片)增加了一个功率放大器,并将超声槽全部用玻璃制作,便于产生更多级衍射条纹,然后将超声传感器用耦合剂紧贴在全玻璃矩形超声槽外侧,再将全玻璃超声槽与控温系统相连接,控温系统是在传统的蒸汽喷射加热仪的基础上,组合黏滞系数实验部分仪器和温度传感器而做成的。结果表明,改进后的实验装置不仅拓展了实验中所用液体的范围,而且可方便研究声速与被测液体的浓度及温度的关系。利用CCD测量技术实现超声波速度的自动化测量,以减少测量误差。

基于迈克尔逊干涉液晶双折射率的测量方法设计

为了通过实验得到向列相液晶材料的双折射率,利用迈克尔逊干涉原理设计了一种新的测量方法。在迈克尔逊干涉仪中放入楔形液晶盒,通过调节入射光的偏振方向分别实现了对寻常光和非寻常光折射率的精确测定。结果表明,该测量方法将折射率测量转换为长度的测量和干涉条纹的计数,简单易行、测量精度较高,对理论研究和实际开发液晶显示器件是非常重要的,在液晶材料和液晶器件生产中具有一定的推广价值。

固体线膨胀系数的交流电桥测法研究

利用交流电桥可精确测量微小电容的原理,提出用交流电桥法测量线膨胀系数的方法.将固体微小长度的变化转换成交流电桥电容的变化,从而能够实现线膨胀系数的精确测量.其原理是将交流电桥待测电容做成一个矩形平行板电容器,并将待测金属棒顶着底面的极板,当金属棒受热膨胀后产生微小长度的变化,因而引起交流电桥电容的变化.此外,为减小加热装置的温度梯度,控温系统是在传统的蒸气喷射加热仪的基础上,组合黏度实验部分仪器和温度传感器而做成的.实验结果表明,该方法简单易行,具有测量精度高,误差相对较小的优点.

交流电桥测量金属线膨胀系数

利用交流电桥精确测量金属棒线膨胀系数。将待测电感做成一个长螺线管,利用恒温加热装置使金属棒均匀受热膨胀,推动与其紧密接触相连的磁性圆棒在长螺线管内移动,导致螺线管本身电感量的变化,最终实现金属棒膨胀变化量与交流电桥电感变化量的转换。为减小加热装置的温度梯度,控温系统是在传统的蒸气喷射加热仪的基础上,组合黏滞系数实验部分仪器和温度传感器而成。实验测试结果与理论计算吻合很好。实验表明,此测量方法不仅具有操作简单和测量精度高的优点,而且此种非电量电测法可实现智能化测量,还可以用于其他物理量的测量,具有一定的实用价值。

基于迈克尔逊干涉测力传感器装置的设计

基于迈克尔逊干涉原理和弹簧有机结合,自行设计出一种新型的测力传感器装置。采用线阵CCD作为光电传感器件捕捉干涉圆环的光强信号,并通过MSP430单片机对电信号进行处理,再利用设计出的迈克尔逊干涉圆环计数软件自动计算出干涉圆环数目,即可自动精确计算出弹簧的形变量,从而实现对所受的外力进行测量。编写相应的程序将力的大小由低功耗OCM126864-9液晶屏显示。分析表明,该测力装置具有高测量精度和高智能化的特点。

金属丝杨氏模量测量装置的设计

基于迈克尔逊干涉原理设计了金属丝杨氏模量的测量装置。在金属丝上施加持续而又均匀增加的力,引起金属丝细微伸长,通过灵敏杠杆带动移动镜的移动,从而引起光屏上干涉圆环数目的变化;用一种光电传感器捕捉干涉圆环的光强信号,将光信号转换为电信号,再通过模数转换,精确算出干涉圆环的条数,就可以实现对金属丝微小伸长量的测量。采用Origin软件处理实验数据,避免了人为因素所造成的误差,智能化计算出金属丝的杨氏模量。

有关引力场高斯定理的探讨

基于牛顿的万有引力定律与静电场的库仑定律相似,均满足平方反比定律,对引力场的高斯定理进行了探讨.运用类比思想,引入虚引力场强度,提出了一种巧妙推导引力场高斯定理的新方法,并用该方法推导出引力场高斯定理的两种不同的表达形式,同时对此做出了相关的分析.理论表明该方法极其简单明了,易于理解和掌握运用,具有一定的推广价值.

金属丝杨氏模量的RLC串联交流谐振测法研究

利用RLC串联谐振电路可以高精度测量电感的原理,将其用于测量金属丝的杨氏模量。将磁棒固定在待测金属丝上,其一部分放在螺线管内部,并用自制的密绕长螺线管代替RLC串联谐振电路中的电感。外力作用下金属丝的伸长会引起螺线管内磁棒的长度的变化,从而引起螺线管电感的改变。因此可以通过测量螺线管的电感的变化实现金属丝细小伸长量的测量。该方法简单易行,测量精确度高,具有一定的实用价值和良好的应用前景。

基于等光程法测量固体线膨胀系数装置的设计

基于迈克尔逊干涉仪能够测量微小长度变化量的原理,自行改装并设计出利用等光程法实现对固体材料线膨胀系数精确测量的装置。基本思路是将原迈克尔逊干涉仪上的两个反射镜都改装成动镜,并将改装后的一动镜放在新增的导轨上,然后将其和待测金属棒的一端相连接,当金属棒受热后会产生细微的伸长,进而顶着动镜产生细微的移动,通过调节并观测受热前后屏上干涉条纹"缩进"和"涌出"的分界点来确定金属棒产生的微小形变量,然后根据公式计算出待测金属棒的线膨胀系数。该测量方法克服了传统数条纹方式的缺陷,可实现对金属棒线膨胀系数的精确测量,具有操作简便,实用性强的优点。

狄拉克光子晶体在面发射激光器中的应用

光子晶体由于具有可设计、可调谐以及对光的超常调控等优异性能,近年已成为重要的光学拓扑态研究平台。狄拉克(Dirac)锥型线性色散的奇异特性可实现丰富的物理现象,诸如Dirac振荡、拓扑边缘态、零折射率等,更是凝聚态拓扑现象的物理根源。本文重点对近年Dirac光子晶体在面发射激光器中的应用进行了详细介绍,指出将Dirac光子晶体引入到半导体激光器中,可实现大面积超低阈值、高亮度、单纵模和单横模的拓扑腔面发射激光器(topological cavity surface emitting lasers,TCSELs),同时对基于Dirac光子晶体原理发展出的TCSELs进行了总结与展望。

光子晶体面发射激光器阈值增益与输出光功率的研究

光子晶体面发射激光器(PCSELs)可实现大面积单模激射,且具有高功率、高光束质量等优点,在光通信、激光雷达、激光打印、激光显示和激光加工等领域具有广泛的应用前景。因此,分析了具有面内多向分布反馈效应光子晶体激光器的带边激射原理、阈值增益,并结合半导体激光器速率方程推导了PCSELs输出光功率的表达式,同时给出了提高PCSELs光功率的方法,为研制高性能PCSELs提供了理论依据。

带边模式光子晶体面发射半导体激光器研究进展

光子晶体面发射激光器(PCSEL)是一种可以实现极低发散角(小于1°)、高功率激光输出的新型半导体激光器,在激光雷达、空间通讯、传感和激光加工等领域有着重要的应用前景。由于产生谐振的方式不同,其可分为缺陷模式和带边模式两种类型,其中带边模式光子晶体面发射激光器具有更好的单模特性且易于二维集成等优点。鉴于此,简述带边模式光子晶体面发射激光器的基本原理与研究进展,在理论推导和几个实例的基础上,对如何提高带边模式光子晶体面发射激光器的输出功率进行论述,并提出一种新的功率增强方法,最后对带边模式光子晶体面发射激光器的发展趋势进行展望。