基于泰伯效应的差分双层光栅光学杠杆放大位移传感器

研制了一种基于泰伯效应的差分双层光栅光学杠杆放大位移传感器。通过理论计算、仿真分析和实验测试,证明在差分双层光栅后面形成了一个多周期复合光场。当两个光栅之间发生相对位移时,该复合光场随输入位移同步发生移动。由于差分结构的光学杠杆效应导致复合光场,复合光场位移相对于实际输入位移会产生放大,结合电荷耦合器件(CCD)相机成像检测方式可实现纳米级输入位移的检测。实验系统差分光栅结构周期分别为1.49和1.71μm。经多次重复测试,复合光场放大周期为~11.6μm,放大因子为~7.8,实验分辨率达到~9.8 nm。受益于位移放大,该传感器满足了纳米级精密位移测量对小周期光学光栅和小尺寸CCD像元的高要求,在机械定位、半导体制造等领域展现出良好的应用前景。

静态拉伸法测金属丝杨氏模量实验探究

静态拉伸法测量杨氏模量是大学物理实验教学中的一个重要的力学实验,文章中就此实验的几个问题进行了探究。

测定金属热膨胀系数的新方法研究

分析了用光杠杆法测量金属线膨胀系数α实验中存在的主要问题,提出采用劈尖干涉法改进的测量方法。

光杠杆放大系统位置不正引起系统误差的分析与研究

对光杠杆放大系统中平面反射镜、望远镜和竖尺的相对位置不正而引起系统误差进行了分析、比较、归纳,并得出结论,提出正确放置的方法。

光杠杆实验中尺读望远镜视场部分不清晰的成因和改善

对光杠杆实验中经常见到的尺读望远镜视场部分不清晰的成因作了深入的分析和实验验证,证明是因为背景光进入尺读望远镜,降低了直尺在尺读望远镜中的像的对比度所致,提出慢慢将物镜向像不清晰那个方向调整就能改善.

基于PID温控技术的固体线膨胀系数测量实验

利用PID温控技术,对传统的光杠杆法测量固体线胀系数实验装置进行了改进,提高了测量结果的精确度。

利用光杠杆测量微小位移的光路可视化研究与设计

通过对光杠杆测量微小位移装置进行改进,使光线的传播路径可以看见,便于学生理解实验原理,更快更好地进行仪器调整。

杨氏模量实验误差问题探讨

对杨氏模量测定的实验误差进行了定量分析，给出了测定中钢丝荷重的质量限度．

利用光杠杆测量薄片的厚度

提出了一种利用光杠杆测量薄片厚度的方法。

拉伸法测金属丝杨氏模量研究

测量杨氏模量是物理实验教学中的一个重要实验．也是长度测量训练实验之一。本文就此实验的几个问题进行了讨论。

拉伸法测量弹性模量实验问题探讨

针对拉伸法测钢丝的弹性模量实验教学中容易出现的两个问题:"光杠杆放大法的角度关系"和"快速调节望远镜观察刻度尺的像"进行研究,提出了教学改进方法.

多重反射激光光杠杆法测金属线胀系数公式再修正

多重反射激光光杠杆法具有占用空间小、调节光路简单、灵敏度高等优点。但因多次反射的光路分析较为复杂,现有的测量原理公式都做了较为粗略的近似。为消除理论公式上的误差,本文对多重反射激光光杠杆法理论公式进行再次修正,给出未做近似的精确测量公式,并利用修正后的原理公式分析和处理实验数据,得到铜金属线胀系数为1.87×10^(-5)/℃,与同状态下黄铜的线胀系数相对误差仅为0.91%;用未修正前的原理公式对同组数据分析得到金属线胀系数为1.94×10^(-5)/℃,与同状态下黄铜的线胀系数相对误差为3.2%。修正后的多重反射光杠杆法原理公式提高了实验的精度,也拓宽了公式的适用范围,为获得更小、更精准的仪器装置提供了思路。

商场照明设计的探讨

本文全面阐述了商场照明的照明的数量和质量、照明设备及电气安全问题。

微小长度变化量的实验研究

总结了光杠杆放大法、千分表测量法、光的干涉测量法和光的衍射测量法测量微小长度变化量的方法,通过对实验装置进行相应的改造与组装,并用其测量原理和方法以及相关的实验装置对金属受热时的微小伸长量及线胀系数进行了相应的测定,同时对实验结果和误差进行了比较与分析。实验表明,4种测量方法中千分表测量法的相对误差和标准偏差均接近最小值,是4种方法中最理想的测量方法。该实验也有利于激发学生的创新意识,培养他们的研究潜能。

复射式光杠杆

本文给出了一种新式光杠杆——复射式光杠杆的结构，并用新旧两种光杠杆测定杨氏弹性模量进行了对比实验，给出了测量结果及误差。

平面镜的平移对杨氏模量影响的讨论

利用静力拉伸法测量杨氏模量是一个经典的实验,测量仪的组件——光杠杆的平面镜与两前尖处于同一竖直平面内,后尖足既细又长,使得光杠杆的重心处于支承面的边缘线上,这是一种典型的不稳定结构,在测量过程中存在光杠杆容易翻落摔坏的隐患,当把平面镜的位置平移后可改变不稳定结构的状况。为此对光杠杆平面镜位置平移前后的光路进行分析,讨论它对测量杨氏模量的影响。

拉伸法测量弹性模量实验问题探讨

针对拉伸法测钢丝弹性模量“光杠杆放大法的角度关系”和“快速调节望远镜观察刻度尺的像”实验教学中容易出现的两个问题进行研究，提出了教学改进方法．

微光图像的计算机模拟

利用计算机模拟生成微光图像的技术已用于夜视光电系统的性能测试、目标识别等方面 ,具有重要的军事价值。讨论了夜视系统通过低层大气时的光学成像问题 ,及成像器件对图像产生的影响。建立了大气和微光CCD作用效果模型 。

光杠杆的激光瞄准装置

为了解决杨氏模量等实验中光杠杆的光路调节难度大的问题,对光杠杆光路进行了细致的分析,得到了光路调节所要满足的条件.根据这些条件,在光杠杆的平面镜上安装了一个主要由半导体激光器构成的激光瞄准装置.它在光路调节中起到重要的作用,只要将其激光束对准望远镜尺组上指定的瞄准点,即可满足光路调节的必要条件.该装置使得光杠杆的光路调节操作变得直观、可见、易于掌握,有效地解决了光路调节难度大问题.

激光直射式CCD体重计的设计研究

基于拉伸法测量金属丝的杨氏模量这一实验,把改进后的激光光杠杆,应用到人体称重上.根据位移量与所加重物质量成线性关系,通过数据采集和编程,将体重通过液晶显示出来,设计制作成激光直射式CCD体重计.测量结果显示,精确度可以到0.01kg,拓展了杨氏模量的应用方向,启发同学们的发散思维,将物理实验与生活实践紧密相连.