牛顿环中心暗斑对曲率半径测量的影响及实验改进

牛顿环中心暗斑的大小对测量得到的平凸透镜曲率半径存在较大的影响,针对这一问题,本文分析了其原因并对牛顿环装置进行改进。通过在平凸透镜与平板玻璃之间增加一环形薄垫圈,使得两者之间的接触面积显著减小,得到干涉圆环中间的暗斑也明显变小。利用改进后的装置测量得到的曲率半径接近参考值。研究结果表明增加垫圈的方法行之有效且易实现,能够减小因暗斑大小不一致造成实验结果数据的分散性,改善教学效果。

相控环形阵辐射声场特性分析

传统的井下超声电视等井下超声测量技术中往往采用圆形活塞辐射器,其焦距和指向性固定,对于不同内径和厚度的套管井适应能力不好。理论模拟相控环形阵辐射器辐射声场的分布,分析相控环形阵辐射器各个参数对辐射声场的焦距和指向性的影响。相控环形阵辐射器阵元尺度的选择采用等面积方案有利于辐射面积在相控环形阵面内的均匀分布;使用相控阵时采用高频更利于辐射能量沿轴线集中辐射;相对于圆形活塞辐射器,相控环形阵辐射器可以在较低的频率下获得较小的焦斑直径,通过调整相位延迟获得不同的焦区范围,适应不同内径套管的超声成像测井要求。

大芯径光纤出射环形斑谱线分析

光纤光谱的效率损失主要来源之一是光纤的焦比退化,并且往往还在光谱成像时因焦比退化产生环形出射斑,从而使得光纤传输效率降低,并影响色散之后的谱线轮廓。实验获取郭守敬望远镜调试阶段的大芯径光纤因焦比退化产生的出射环型斑貌,结合CCD光谱图像特点实施轮廓拟合抽谱方法,把二维CCD光谱图像转换成一维光谱,选取望远镜红端数据进行模拟,采样点在500~600 nm波段范围,在该波段中有铁的发射线。通过与获得的环形斑轮廓卷积研究焦比变化对铁发射线峰的影响。最后,正确阐明在正式巡天观测时主镜前悬挂平场漫反射屏消除环形斑引发的偏差的效果。

环形束斑冷阴极电子枪的研制 及其束流品质优化

电子束熔丝增材制造技术适用于大中型金属构件的高效整体化成形,针对目前用于熔丝增材制造的电子枪存在的诸多缺点,设计了一种环形束斑冷阴极电子枪,建立了三维模型,对束源关键部件结构尺寸进行模拟仿真,当阴极弧面半径100 mm,阳极倾角40°时束流品质最优;根据模拟仿真结果加工制造了电子枪,经测试,其耐压可达-22 kV,最大束流可达1250 mA;选用直径2 mm的TC4焊丝在加速电压-20 kV、束流210 mA、工作台移动速度310 mm/s、送丝速度30 mm/s下进行熔丝实验,获得了良好的表面成形质量。

一种环面焦斑菲涅耳聚光器的设计与分析

在聚光光伏系统中,聚光光斑辐照度的不均匀性会降低光伏系统的光电转换效率,且会在光伏电池表面形成热斑效应,灼伤光伏电池。基于多焦点方法,设计了一种环形焦斑菲涅耳太阳能聚光镜,每环小透镜在焦平面上具有一个环面焦斑,且环面焦斑在接受面上均匀依次排列,实现均匀聚光。以口径400mm,具有200环,焦斑半径20mm,F数为0.8的圆状环面焦斑菲涅耳聚光器为实例,用TracePro模拟平行太阳光垂直照射下时的照度图,得到其理想光学效率为86.77%,光能均匀度为0.8,表明环状焦斑菲涅耳聚光器具有较高的光能利用率和照明均匀性。分析了焦斑均匀性与聚光器F数的关系,当F数一定时,焦斑均匀性随着聚光器口径的增大而逐渐降低。

亚波长结构纳米孔的近场光学测试

利用微纳加工工艺制作了亚波长结构纳米孔,应用近场光学显微镜(NFOM)对样品进行了近场光学性质的测试,获得了样品的近场光强分布,测得其近场光斑直径约为120 nm,测试结果证明了环形周期性结构对中心纳米孔的增透和聚焦作用,为环形亚波长结构的纳米孔应用奠定了基础。

基于星点像的环形光瞳快速相位复原

提出了一种基于星点像的环形光瞳快速相位复原方法。推导了环形光瞳点扩展函数的解析计算公式,将其表示为多项式的线性组合,多项式的系数即为光瞳相位分布的环形Zernike多项式展开系数。将该公式用于计算环形光瞳相位复原中的目标函数及其梯度,避免了常用相位复原方法中所需的傅里叶变换和有限差分运算,大幅降低了相位复原过程中的运算量。利用数值模拟和相位复原实验对所提方法的有效性进行了验证,实验结果表明,该方法能够有效提高环形光瞳相位复原的速度。

普通机床加工孔内同轴环槽和反锪端面装置

为了使普通机床可以方便地完成孔中切环形槽、锪孔及锪端面这类特殊的加工工艺,笔者开发了3种特殊装置,详细介绍了装置的运动原理及加工应用范围和特点。在普通机床上,使用这些装置即可同时实现切削刀具的径向进给与轴向进给,高效完成有特殊要求零件的加工。

基于光源封装的头灯近距离暗斑的解决方法

针对旋转抛物面反射器头灯近距离存在中心暗斑的现象,提出平面大角度光源、平面大尺寸光源以及立体光源三种基于LED光源封装方式的解决方案,并对其分别进行建模仿真。仿真结果显示,立体光源对头灯近距离中心暗斑现象有明显改善作用。研究立体光源不同的凸起中心高度对头灯近距离光强分布的影响,并制作出4种不同凸起中心高度的立体光源实物。结果表明,凸起中心高度为0.9mm的立体光源安装在旋转抛物面反射器头灯内时,其在25cm目标面上的照度均匀度由之前的9.6%提高至93.2%,改善效果显著。