云课堂辅助教学模式探索——以牛顿环干涉实验为例

牛顿环干涉实验原理复杂,步骤烦琐,传统教学模式难以达到预期效果。通过对该实验引入云课堂辅助教学模式,丰富学生的学习手段,拓展学生的学习空间,激发学生的学习兴趣。学生可以随时随地利用“装在口袋里的实验室”围绕特定的知识点进行交流学习,有效解决传统实验教学模式中教法单一、只能被动接受的问题,极大提高学习积极性,从根本上培养自己的自主学习能力和创新思维。

细化算法在干涉圆环参数提取中的作用

为解决光学干涉图像亮暗不均和噪声对干涉圆环半径和圆心识别的影响问题,以Matlab仿真图像为对象,研究细化算法在圆环参数提取中的作用。首先,在仿真干涉同心圆环图像中加入噪声和亮暗不均的因素;然后,在预处理基础上依次应用二值算法、细化算法得到二值图和细化图;最后,分别在预处理图、二值图和细化图上进行Hough变换提取半径和圆心。对比研究发现,二值化基础上的细化处理可以极大地减少亮暗不均的影响,抑制噪声,不仅能够消除粗大误差,提高提取精度,而且使得识别结果变得更加稳定。

基于反馈环全光纤干涉的定位系统

提出了一种用于长距离定位监测的新型传感系统。该系统在全光纤干涉系统中构建反馈环,首次采用单芯光纤作为传感光纤,结合快速傅里叶变换和小波变换对信号进行处理,实现了对随机扰动源的监测定位。实验获得了清晰的频谱图像,系统定位的相对误差小于0.08%,可实现定位监测功能。

再论牛顿环干涉装置的若干变异结构

依据光的波动本性及干涉原理,采用分类归纳的方法给出牛顿环干涉装置的其他几种变异结构及其统一的环纹分布规律,推导并分析了其干涉条件.理论推导表明:这些变异结构在环纹分布规律方面均等效于牛顿环干涉仪,并满足一个统一的公式:任意两环纹直径之平方差是一个无关于干涉序的恒量.同时发现:浅近切割式与非接触式牛顿环干涉结构在表面科学(如表面沉积及液 固湿润现象)研究方面以及在光学检测及微位移传感技术方面的应用前景;所述原理已得到实验的初步检验证明.

根据等倾干涉标准环直径测量平面度的理论探讨

从等倾干涉原理出发推导了标准干涉环直径D0的数学表达式和测量方法,并讨论D0在平晶平面度测量中的重要作用。结合实际的等倾干涉仪CCD成像系统,从理论上研究运用机器视觉技术测量D0变化进而探测空气层厚度细微变化(0.02μm)的可行性,并由此提出机器视觉运用于干涉计量领域应解决的通用性问题。

带有分割遮拦环形干涉图的波面拟合

针对干涉测量实验中采集到的带有分割遮拦的环形干涉图,采用Zernike环多项式作为基底函数系对波面数据进行拟合,并对拟合结果进行了理论分析和实验验证。首先,利用相关矩阵,在理论上分析了Zernike环多项式在带有分割遮拦的单位环形区域内的交叉耦合现象。其次,分别采用Zernike圆多项式和Zernike环多项式对实验得到的中心遮拦比ε≈0.504,且带有分割遮拦的环形干涉图进行波面拟合,从拟合残余误差、各项Zernike系数的稳定性、传递矩阵的条件数三个方面,对比分析了两种多项式的拟合精度、可靠性以及抗扰动能力。实验结果表明,对于带有分割遮拦环形波面的拟合,当环形区域中分割遮拦较小时,Zernike环多项式具有较高的拟合精度、可靠性和抗扰动能力,可以达到很好的拟合效果。

光源的相干性对牛顿环干涉条纹的影响

利用波前理论中的相因子分析法分别对牛顿环装置在相干光和非相干光照射下的干涉条纹进行分析.理论分析表明,在相干光照射下,主要有2套干涉条纹,且条纹半径随空间位置变化而变化,当在平凸透镜顶点附近观察时,条纹半径公式与教材中一致;在非相干光照射下,只有空气层上下表面反射的光形成干涉条纹,条纹定域在平凸透镜曲面之上的附近区域,条纹半径公式近似与教材一致.

牛顿环干涉法测量液体折射率的实验研究

利用牛顿环干涉法测量了水、乙醇和不同浓度的葡萄糖溶液的折射率,其实验结果与理论值符合的较好。实验过程中发现选用更大曲率半径的牛顿环能够有效降低干涉条纹的计数难度。

对牛顿环干涉实验中若干问题的研究

该文对牛顿环实验中关于干涉条纹形成的定域、牛顿环中心暗斑和亮斑起因及其对测量结果影响、实验始测级数选取以及实验扩展等若干问题进行了分析及探讨。

牛顿环与等倾干涉教学中的一点体会

针对大学物理及光学课程中容易混淆的等倾干涉形成的明暗相间的圆环和等厚干涉中的牛顿环进行了研究,分析了牛顿环等厚干涉与等倾干涉明暗相间圆环条纹形成的原理和特点,并就两种形相似而实不同的干涉条纹的区别和联系进行了比较,从而帮助理解这两种干涉的本质区别,有利于同学们理解和掌握.

多次循环干涉型光纤陀螺仪的实验研究

详细介绍了循环干涉型光纤陀螺仪的实验装置及测试结果。给出了无源和有源补偿两种敏感环结构下的陀螺分辨率公式。在实验装置中采用了大功率光源和低耦合比输入耦合器,以提高光波在敏感环中的循环次数。实验结果表明:光束在敏感环中循环了2～3次,并达到了较好的零偏稳定性。

一种基于反馈环的全光纤干涉型传声器

设计了一种基于光纤反馈环的全光纤干涉型传声器,它直接利用声压作用于光纤时产生的光弹效应对光相位进行调制,并通过3×3耦合器构建的反馈环结构形成干涉效应,从而使得输出光信号经光电转换和放大后可以直接驱动扬声器还原出原输入语音信号．我们从理论和实验上对这种全光纤传声器进行了研究,在该传声器的重要参数测量方面均取得了较好的效果．

用牛顿环干涉测量液体折射率

本文讨论了利用牛顿环干涉测量液体折射率的方法,对乙醇和蒸馏水进行了折射率的测量,其测量结果与理论值符合很好。并对测量中易产生的误差原因进行了分析。

一种双微环辅助马赫-曾德尔干涉仪滤波器

为改善普通马赫-曾德尔干涉仪(MZI)滤波器的输出性能,采用将双微环谐振器与马赫-曾德尔干涉仪相结合,设计出一种新的滤波器结构。采用信号流程图理论分析得出该结构的传递函数,并对输出端口的透射谱进行数值模拟分析。仿真结果表明,与普通马赫-曾德尔干涉仪滤波器相比,当选择合适的耦合系数,双微环谐振器辅助马赫-曾德尔干涉仪滤波器的透射谱顶部平坦,形状类似于方形,自由光谱范围达到了19nm,锐度因子为1.16,消光比为54dB,品质因子为94.5,滤波性能得到较大改善。详细研究了耦合系数和微环半径对滤波器输出性能的影响。

利用牛顿环干涉条纹测定薄膜厚度

牛顿环实验是大学物理实验中的一个基本实验,目前的实验只是用于测透镜曲率半径。本文对牛顿环实验进行拓展,根据实验原理推导出两个用于测定薄膜厚度的理论公式,并对公式进行了理论分析。

双透镜牛顿环干涉法测曲率半径

对经典光学实验仪器牛顿环进行改进,由光的干涉理论推导了曲率半径计算公式,测出第一干涉暗环半径不同时平凸透镜曲率半径和不确定度.数值拟合表明该法结果可靠,并有较多优点.

圆环面刀五坐标铣削加工复杂曲面干涉避免研究

将圆环面铣刀等效为变直径平底铣刀,基于圆环面铣刀有效切削轮廓曲率与刀触点曲面法曲率匹配,初定刀具姿态,再利用通过圆环面刀圆角中心线的圆柱面与曲面等距面求交,推导了交线上各点坐标的计算公式。利用交线上干涉点数据,计算并调整刀具姿态,避免切削刃后缘和侧缘过切被加工表面,消除瓶颈干涉。此方法比起用刀触点曲率半径计算并消除瓶颈干涉,是一种更全面、合理、可行的实用方法。

单色点光源非定域干涉圆环条纹变化规律的研究

针对迈克尔逊干涉仪测激光波长实验中的单色点光源非定域干涉 ,经简明的推导 ,得出了包含各直接可观测量的公式 .并通过其推论 ,对圆环干涉条纹的特点及变化规律给出了详细解释 .

变形牛顿环装置干涉结果的仿真模拟

在分析各种变形牛顿环干涉装置的基础上,阐述了它们在测量、检测、表面科学等方面的应用,并借助MATLAB程序语言对各种变形装置的干涉结果进行仿真模拟,有助于物理教学的直观化以及推动牛顿环干涉技术在光学技术方面的广泛应用。

聚合物多模干涉微环谐振器的设计与分析

聚合物基微环谐振器作为低成本和易制备的集成光子器件受到了广泛的关注。利用多模干涉的自映像理论设计了微环谐振器,在直波导和环之间以2×2多模干涉耦合实现50∶50的分光比。在输入/输出波导和多模干涉耦合区连接部分引入了锥形结构以提高性能。分析了TE/TM波多模干涉区制备容差对附加损耗和均衡度的影响。分析了不同残留层厚度下正脊型波导的弯曲损耗。进一步仿真了半径为200μm微环的光谱响应。仿真结果表明设计极大的提高了微环的性能。