光程
- 从物像等光程性探讨光成像规律及其推广应用
原理中的物像间等光程分析光线传播问题和球面折射成像规律,并将球面折射成像规律推广到平面折射成像规律、球面反射和平面反射成像规律;基于物像之间的光程特点分析物理竞赛中一些特殊的光学成像系统.费马原理可以表述为:光线沿光程为平稳值的路径而传播.当光在指定的两点之间存在多条路径时,若某条光线光程是极小或极大,则意味着其邻近光线光程不处于平稳值,这违背费马原理,所以物像之间光程只能是相等的.1 物像等光程性推导成像规律1.1 反射定律的推导如图1所示,两平行光从无
物理教师 2023年11期2023-12-12
- 光纤型白光干涉仪光程差的超分辨率识别
干涉信号中表示为光程差,因此,精确测量光程差具有重要意义[5]。为了提高白光干涉法测量光程差的准确性,已经提出了多种分析白光干涉信号的方法。Rolf 等人提出了一种通过小波滤波器分析光程差的方法[6],这种方法测量精度高,但计算量大。Young 等人提出了一种空间光路的白光干涉仪,空间光路可以提高光程差的测量精度[7],但是测量方式复杂。Patrick 等人提出了利用相干包络相位变化计算光程差零点[8]。上述的测量方法的分辨率都小于光源的相干长度,但是当干
宇航计测技术 2023年3期2023-07-14
- 浅析物理竞赛对迈克尔逊干涉仪原理和实验的考查
是圆环中心）满足光程差δ＝2nd cosθk＝kλ；暗纹中心满足光程差δ＝2nd cosθk＝（2k＋1）λ／2.等倾干涉条纹的特点：① 条纹为一系列同心圆；② 条纹内疏外密，级次内高外低；③ 圆环中心处不一定是明条纹或暗条纹中心，即光束1、2光程差不一定是光波长的整数倍或半整数倍；④ 当d变大时，圆形干涉条纹更高级次的环从中心冒出，所有的环都向外扩；反之，当d减小时，原更高级次的环从中心缩进，所有的环都向中心收缩.随着M1和M2′的间距d改变，观察屏上的
物理教师 2023年1期2023-02-17
- 基于可调谐二极管激光吸收光谱的气池光程可溯源测量
体浓度，其中气池光程是一个重要参数，它的精确度直接影响气体浓度的测量不确定度，实现测量结果直接溯源的条件之一是可溯源的气池光程，因此，对气池光程的可溯源测量有利于开发可直接溯源的气体分析仪。一般情况下，单通气池的光程可使用机械测量方法实现可溯源测量，然而，机械测量无法排除激光在气池内传播方向变化的影响，很难精确测量多通气池(如White气池、 Herriott气池)的光程，常用的方法是通过测量标准气体的吸收光谱计算气池光程。2017年，周鑫等[5]使用DA
光谱学与光谱分析 2022年11期2022-11-07
- 光学低相干干涉频域信号的探测和分析
量得到随两干涉臂光程差变化的干涉信号，进而重构出样品深度结构信息；频域OCT通过对干涉信号的光谱进行傅里叶逆变换，获得样品深度结构信息[7-8].为了满足教学演示和实验测量的需要，本文搭建了可见光波段、自由空间型频域OCT系统，测量并分析了低相干光干涉频域信号随光程差的变化特征及光谱信号的有效工作距离. 为解决传统迈克耳孙白光干涉调节难度大，耗费时间长的问题，提供了借助光谱信号快速调节白光干涉条纹和等光程点的方法，简化了干涉仪的调试过程，以便快速开展后续的
物理实验 2022年8期2022-10-17
- 一种基于离轴椭球面的小光程差波面整形系统
各视场光瞳之间的光程差实现。光束传播的光程差主要来源于2个方面：一是光束在自由空间的传输路径；二是光路中的非理想光学器件。前者通常由光源的几何体积和发光特性决定，不同光源位置处发出的不同角度的光，在自由空间中传输到像面的光程不同。后者由非理想光学器件的像差决定，不同视场、不同孔径角的像差不同，所引入的光程差也不同。因此，分析光路的光程差时,应综合考虑不同视场的不同光瞳位置，特别是在离轴系统中对称性被破坏，使光程差与视场和光瞳的关系更为复杂，分析起来更加困难
应用光学 2022年3期2022-07-05
- 波前函数法在光波干涉教学中的应用
束光到达观测点的光程差来判定光波叠加区域的光场分布.若光程差为波长整数倍，则空间该处为亮点(明纹)；若光程差为半波长奇数倍，则对应点为暗点(暗纹).两列波的干涉比较简单，因为两列波通过分析光束传输的实际几何路径，从而得到两列波的光程差，由光程差确定光场的分布，简单直观.但在教学中教师和学生的注意力都集中在光程差的计算，往往容易淡化光的波动特性，在学生的脑海中较难构建出波动的物理图像.另外，光程法虽然能比较容易确定空间亮点和暗点，但是即使在入射场完全确定的情
大学物理 2022年6期2022-06-10
- 环焦天线口径面相位分析∗
与格里式天线中的光程差,这组公式被称为Ruze公式,它为高精度全息测量提供了理论基础.Butler[4]使用光线追踪法对Ruze公式进行了对比验证,证明了小位移下采用光线追踪法和采用Ruze公式在口径面产生影响的一致性.董健等[5]比较了光线追踪法和Ruze公式应用于上海天马望远镜上的差异,为赋形卡塞格伦天线面形的实时计算提供了参考.张旺等[6]详细推导了馈源横向偏焦的表达式,为高频反射面天线面板调整提供了更加精准的参考依据.当天线主反射面出现大面积形变时
天文学报 2022年3期2022-06-08
- 基于偏振分像的制冷器件晶粒双面等光程共焦成像缺陷检测装置
时成像检测装置的光程差与检测系统的结构尺寸有关，当被检测晶粒结构尺寸较大时，为解决晶粒双面同时检测及其光程差（或离焦）产生的成像清晰度问题，检测装置需采用较大的直角转像棱镜与大景深远心成像镜头，由此给检测带来一定的局限性[10]。最近，一种半导体制冷器件晶粒相邻面同时“准”共焦成像检测的新方法得到了研究与验证[11]。该方法基于相邻双面的成像检测在立方合像棱镜上的“准”等光程成像原理，使相邻双面成像检测的光程差Δ与系统结构参数无关，只与晶粒相邻双面中心的间
光学仪器 2021年6期2021-12-31
- 洛仑兹变换的光程解释法与弹性以太粒子假设
引入波动光学中的光程原理来解释狭义相对论的运动物体尺度变短、时钟变慢现象，引入惠更斯原理来解释杨氏双缝实验，论证光以太是一种弹性旋转的粒子，它弥漫于整个宇宙之中并相互挤压，构成物质之间相互作用的媒介。由此得出结论：尺度变短、时钟变慢只是一种测量假象，其实质是以太媒介密度变化引起的光本身速度的改变。关键词：光程 以太 自旋 弹性 密度 惠更斯原理 解释§1 用光程原理解释洛仑兹变换按照物理学对速度的定义，速度是质点在t时刻至t+Δt时刻经过的时间内物体位移与
科技信息·学术版 2021年13期2021-10-09
- 分光光度法中比色皿的光程长度对实验结果的影响
——以海水中亚硝酸盐氮的测定为例
液的颜色选用合适光程长度的比色皿:当比色液的颜色较浅时，应选用光程长度较大的比色皿(如5 cm)；当比色液的颜色较深时，应选用光程长度较小的比色皿(如1 cm 或2 cm)[1]。一些环境监测类的规范对分光光度法中比色皿的光程长度进行限定，如《海洋监测规范》规定荧光分光光度法测定石油类须选用1 cm的比色皿，异烟酸-吡唑啉酮分光光度法测定氰化物须选用3 cm的比色皿，萘乙二胺分光光度法测定海水中亚硝酸盐氮须选用5 cm的比色皿。目前对分光光度法中比色皿的研
海洋开发与管理 2021年6期2021-09-15
- 浅谈如何讲好大学物理光学公式背后的“故事”
物理;教学探索;光程差;干涉;衍射;故事[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2021）24-0106-02一、引言物理学作为描述自然界客观规律的科学，经过数百年的发展，至今已建立起一套逻辑自洽的理论体系，宏大且严谨。如今各大理工科高校都将大学物理作为本科生培养方案中的一门重要必修课，甚至开设医学物理、文科物理等具有专业特色的大学物
现代职业教育·高职高专 2021年24期2021-08-27
- 杨氏双缝干涉光程差近似计算问题在教学中的探讨*
光的干涉现象时，光程差的处理成为了研究干涉现象的主要问题。大部分的光学教材中，对双光束干涉中光程差的近似计算问题只进行了简单说明，本文就杨氏双缝干涉实验中在处理光程差近似计算中存在的问题进行分析并给出较为合理的光程差近似计算方法。2 经典教材中光程差近似计算处理方法本文重点参考三本经典教材进行分析说明。光源发出的光照射单缝S，S1和S2是两个相距为d的狭缝，O1为两狭缝的中心，根据惠更斯原理，从狭缝S1、S2发出的光可以作为新的子波源向外辐射球面波。距离双
广西物理 2021年2期2021-08-20
- 基于Mathematica 的牛顿环干涉与折射率关系的讨论*
生额外的位相差或光程差。对于牛顿环干涉，上下表面及干涉膜折射率大小关系不同时，其对应的额外光程差不同。目前的光学教科书，对于额外光程差给出的表达式大致分为三类，姚启均《光学教程》中额外光程差取/2-λ[1]；章志鸣《光学》教材中额外光程差取 2/λ[2]；钟锡华《现代光学基础》中额外光程差表述则取0 即不考虑半波损失因素[3]，可见上述教材对于额外光程差都没有给出一个明确的定义。郭有能[4]等人也曾在研究牛顿环干涉的过程中讨论了不同折射关系下的额外光程差，
广西物理 2021年1期2021-07-08
- 利用光学干涉法测量液体薄膜特性
膜干涉的相位以及光程差信息. Gustafsson等利用HIS比色法实现了金属球与玻璃平板之间润滑油薄膜厚度的测量[6]. Hartl等利用CIELAB色差方程比较干涉图和数字颜色图，确定油膜厚度，并且利用图像处理和计算机图形学技术，生成了高膜厚分辨率的三维薄膜形状网格曲面图[7].本文基于薄膜干涉以及色度学原理，通过计算机生成白光干涉图对白光干涉图样进行了分析，实现了查表比色法获得薄膜厚度信息并进行了误差分析. 最后利用洗涤剂溶液，制备了液体薄膜，利用上
物理实验 2021年2期2021-03-10
- 基于激光干涉法的CO2气体压力测量
分析,建立了基于光程变化的气体压力测量模型,并通过实验进行验证。1 气体压力测量原理根据克劳修斯-莫索提(Clausius-Mossotti)方程[12]和洛伦兹-洛伦茨(Lorentz-Lorenz)方程[13]可知,对非极性、且均匀的气体介质,有式中:n为气体折射率;ε0为真空介电常数,F/m;Nj为单位体积内的j分子的分子数;αj为分子极化率,(C·m2)/V。单位体积内的分子数Nj又可表达为式中:ρj为气体j的密度,g/cm3;Mmol-j为摩尔质
计测技术 2021年6期2021-02-11
- 风云三号D 星红外高光谱大气探测仪零光程差检测
将所有干涉图的零光程差位置对齐。它是干涉图叠加的基准点和傅里叶变换的中心点。同时，复数辐射定标方法需要星上黑体、冷空间和目标场景的相位保持一致，三者对应于同一零光程差位置。 因此，干涉图零光程差检测是红外高光谱大气探测仪数据预处理的关键步骤，是仪器辐射和光谱定标的前提。理想干涉图的最大值点即为零光程差位置，干涉图关于零光程点左右对称。但是实际仪器由于受到仪器自身辐射、读出电路噪声、光学色散、采样延迟等因素的影响［1-2］，输出的干涉图往往不对称，从而无法根
光学精密工程 2020年12期2021-01-12
- 杨氏双缝干涉光程差近似计算的弱化条件分析
得出两束相干光的光程差。如图1 所示，各物理量含义如下[7-8]：a、b 代表两束光的光程；D代表观察屏与双缝间垂直距离；d 代表双缝间距；x代表观察屏P 点坐标，则δ=b-a 为：图1 杨氏双缝干涉实验Fig.1 Young’s double-slit interference experiment该类方法中一般采用了以下3个近似条件[9-13]：1）当D>>d 时，δ ≈——BC=d sin θ；2）θ 很小，tan θ ≈sin θ；条件1 满足远场
海军航空大学学报 2020年4期2020-11-02
- 一种提高长光程DOAS 分析仪测量精度的方法与数据分析
测仪器。一种是长光程仪器，如长光程DOAS 分析仪，该分析仪主要是以差分吸收光谱技术 (Differential Optical Absorption Spectroscopy)为主，简称DOAS；另一种是点式仪器，如紫外光度法的点式O3分析仪、紫外吸收法的点式SO2分析仪、化学发光法的点式NO2分析仪等。本文所讨论的是对长光程DOAS 分析仪进行技术改进，以进一步提高对环境空气中SO2、NO2、O3检测的灵敏度,并对改进前后的测量数据进行对比分析。一、概
安徽科技 2020年5期2020-06-09
- 基于博弈论和迪杰斯特拉算法的大型建筑逃生方案研究
效应;快即是慢;光程;迪杰斯特拉算法中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）07-0125-030 引言大型复杂且具有参观性质的建筑，是人群集中度较高的场所，我们不得不考虑到各种可能发生的安全事故，例如火灾、地震、恐怖袭击等，提前为紧急情况下的人群疏散制定可行路线是非常重要且有现实意义的。本文针对这一问题，在第一部分先介绍了人群在紧急情况下疏散的典型特征，第二部分在此基础上给出了多人博弈时个体行为对个人利益和集体利益的
数字技术与应用 2019年7期2019-11-01
- 基于傅里叶变换色散条纹法的实验研究*
径的光束实现零等光程干涉。因此，对光程差进行精确探测，成为实现光干涉的先决条件。目前，国内外在光程探测领域已开展了大量的研究。出瞳面检测：四棱锥波前检测法通过探测出瞳处4个像点的能量差异计算光程差[3]。离焦面检测：相位恢复法通过焦面和离焦面的一对光强分布数据反解各自的相位分布[4]。焦面检测法：(1)窄带-哈特曼夏克法和宽带-哈特曼夏克法通过检测采样孔径衍射图样和 “样板图样” 的相关系数，计算拼接子镜间的光程差[5]。(2)色散条纹法通过检测所提取的相
天文研究与技术 2019年4期2019-10-23
- 锥形内表面干涉测量误差分析
为Q，则此时理想光程在xy平面的投影为2QP。当反射镜位于实际偏移位置，实际光路在xy平面的投影则为AP+BP。故由偏移误差带来的光程差在xy平面的投影为根据小角度近似和泰勒级数一级展开，通过求解A、B点坐标，有式中x0为点P在笛卡尔坐标系中的坐标，且x0=Rpcos β(β为被测表面上任意一点P在柱面坐标系中的极角)。由投影与实际光路的几何关系和式(5)可知，实际光程差为当圆锥反射镜与被测表面存在偏移误差时，被测表面上任意一点的光程差如式(6)所示。在实
光学仪器 2019年2期2019-06-04
- 杨氏双缝干涉问题浅析
学生们在学习时对光程发生改变，使屏上条纹移动的原因和结果掌握不是太好，本文对这些问题进行了分析，发现分析这些问题时要求抓住中央亮条纹，按照中央亮条纹是零光程差进行讨论，就可以得到整个干涉条纹的移动规律，本文对这些问题的归纳整理有利于同学们的学习。关键词：杨氏双缝干涉 光程 干涉条纹中图分类号：O431 文献标识码：A 文章编号：1674-0
科技创新导报 2019年33期2019-04-03
- 薄膜干涉中半波损失与附加光程差的讨论
到半波损失和附加光程差的问题。然而，一般大学物理教材对半波损失没有给出详细的解释，只是描述为“光从光疏介质入射到光密介质光反射时，产生π的相位突变，相当于失去了半个波长的光程”[1][2]。涉及到额外光程差的计算时，有的教材中只是粗略地概括给出结论，不给出详细推导，有的教材提到是因为半波损失导致的附加的光程差。正因为如此，关于半波损失与额外光程差的研究有很多[3-17]。可是，这些研究对半波损失产生的条件说法多样，有的比较模糊，有的互相矛盾，令人困惑。下面
昌吉学院学报 2018年6期2019-01-07
- 大光程差高鲁棒性摆臂角镜干涉仪设计与实现
彭梅 王彩琴大光程差高鲁棒性摆臂角镜干涉仪设计与实现侯立周 徐彭梅 王彩琴（北京空间机电研究所，北京 100094）为满足GF-5卫星上太阳掩星大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪需求，研制了大光程差高鲁棒性摆臂角镜星载傅里叶变换干涉仪。该干涉仪在传统迈克尔逊干涉仪构型基础上增加了端镜进行干涉光路折叠，实现了八倍光程放大，最大光程差达到25cm。同时，由于端镜的应用使干涉仪角镜仅需保证干涉光束入射方向上的回复反射即可，而不要求其顶点在入射光束垂直面内的位置精
航天返回与遥感 2018年3期2018-08-10
- 积分腔输出光谱技术腔镜反射率标定研究
获得了与400m光程相接近的CO2吸收光强信号。2002年J.B.Paul[4]报道了归一化灵敏度在可见光和中红外附近分别达到和的离轴积分腔，并有效地实现了浓度为1.78ppmv的CH4气体和浓度为298ppbv的N2O气体检测。后续的研究者进一步提高了积分腔的灵敏度，并实现对水的同位素分子[5]、分子离子[6]等痕量物质的检测。积分腔吸收光谱技术使用两片镀介质膜反射镜构建一个光学谐振腔作为吸收池，入射激光进入谐振腔之后在内部来回反射，每次反射气体对腔内激
机电产品开发与创新 2018年2期2018-04-18
- 漫反射立方腔单次反射平均光程的理论和实验研究∗
度.增加气体有效光程作为提高气体探测灵敏度最直接有效的方法,得到了广泛的关注和研究.常用的增加气体有效光程的方法有多通池、腔增强、多孔散射和积分球.其中,多通池和腔增强技术是通过增加光在样品池内的镜面反射次数来增加有效光程的[7,8].多孔散射法由瑞典隆德大学Svanberg的研究小组[9]于2001年首次提出,是一种检测多孔散射材料中气体浓度的方法,光进入散射材料后发生散射,实现了有效光程的增加.积分球是内表面涂有高漫反射材料的球体,通过光在积分球内的漫
物理学报 2018年1期2018-03-19
- 一种用于SO3光谱测量系统中光程池的设计
激光器，使激光在光程池内实现多次反射，因而能够直接对烟气中的SO3进行快速高效的检测。此方法展现出了灵敏度高、选择性好、实时性强、环境适应能力强等优点。而在实际应用过程中，根据SO3的化学特性和中红外激光不易观测的特点，采用以往的光程池结构会出现光路不稳定难校准、光程较短、镜面易粘结腐蚀问题。因此需要设计出一种新型光程池，本文基于Herriott池结构设计［2］，通过建立中红外激光光源，选用耐腐蚀、高反射率膜，设计合理的结构参数，然后利用仿真软件进行光线追
计算机与数字工程 2018年1期2018-02-09
- 聚焦条件下菲涅尔圆孔衍射合振动的积分式及应用
通过对平行次波间光程差的计算，计算出各次波在会聚点的光程，由此导出了上述条件下衍射合振动的积分式。这一积分式在一定条件下(小张角时)，可以求出其原函数，这为合振幅(光强)计算带来了很大的方便。由于夫琅禾费圆孔衍射相当于点光源距离圆孔很远时的菲涅尔圆孔衍射，完全符合小张角的条件，由这一函数式导出了夫琅禾费圆孔衍射合振动的函数式。聚焦；菲涅尔圆孔衍射；合振动；积分式；函数式在传统光学教材中，聚焦条件下夫琅禾费圆孔衍射合振动积分式的推导并解出原函数，是一个数学的
长江大学学报(自科版) 2017年21期2017-11-21
- 新型干涉高光谱成像系统的光束剪切特性分析∗
位置,推导出调制光程差的理论表达公式.根据理论推导结果,分别仿真分析了系统在不同扫描模式下光程差与入射光视场角以及角锥顶点偏移量的调制关系.基于理论分析结果搭建了实验装置,对光程差分析结果进行验证,实验结果与理论分析结果匹配较好.所提方法可以提高剪切光束的平行性,保证干涉条纹的高调制度,降低了复原光谱准确度对光学装调精度和元件加工精度的依赖性,具有结构稳定、复杂度低的显著特点.光谱学,干涉,双折射,光程差1 引 言高光谱成像技术将成像技术与光谱探测技术结合
物理学报 2017年19期2017-10-23
- 浅谈薄膜干涉现象中的几个问题
内任意点相干光的光程差呢？此外，学生对条纹、等厚干涉、等倾干涉等概念模糊，对条纹形状、条纹分布、薄膜干涉中相干光束个数的分析有困难。下面我们将进行详细的引导和分析，以从根本上解决这些问题。2 光波干涉相关内容的教学思路在波动光学的教学中，教师首先使用课堂演示实验在屏幕上产生出相应的干涉图样，其次，使用语言描述出干涉图样(条纹分布)的情况，并对概念作相应的解释，比如：条纹等，最后寻找出条纹所满足的数学解析式，以便准确地描述屏幕上条纹分布(干涉图样)情况。2.
物理与工程 2017年1期2017-03-23
- 反应器培养眼点拟微绿球藻时摆向、光程对产量的影响
微绿球藻时摆向、光程对产量的影响耿金峰，张惠敏，石 蕾，马欣欣，陈彦平，刘敏胜( 新奥科技发展有限公司 煤基低碳能源国家重点实验室，河北 廊坊 065001 )在内蒙古达拉特旗地区(N 40°，E 110°)户外自然条件下利用板式反应器培养眼点拟微绿球藻并进行产量研究。通过对9、11、13、17 cm光程反应器对比，确定13 cm光程反应器养殖产量最高，并在存在反应器间距的情况下，得到13 cm光程反应器南北摆放时单位占地面积产量要高于反应器东西摆放时单位
水产科学 2016年5期2016-12-19
- 迈克耳孙干涉仪测折射率时的异常现象研究
纹吞吐转折点与零光程点、光程、虚光源相对位置之间的关系，并与实验数据进行了对比.迈克耳孙干涉仪；吞吐转折点；折射率；几何光学；虚光源迈克耳孙干涉仪是美国物理学家迈克耳孙（A.A.Michelson，1852-1931）在1883年利用分振幅方法制成的一种精密干涉仪，由于其设计精巧、光路直观、结构简单、测量精确等特点，广泛应用于科学研究和工程技术，透明物体折射率的测量也是一个重要应用.一般来说，由于白光相干长度小，从而干涉区间非常明确，偏离此区间后干涉条纹消
大学物理 2016年11期2016-12-10
- 普通物理光学教学的重要脉络
——光程差
的重要脉络 ——光程差李 多，刘大禾（北京师范大学 物理学系，北京 100875）论述了光程和光程差在普通物理光学教学中的主要作用.通过讨论和分析指出，光程和光程差是贯通整个光学教学的重要脉络.在光学教学中从始至终突出、强调这条脉络是非常必要的.光学；光程；光程差普通物理包括5门主要课程：力学、电磁学、热学、光学和原子物理学.其中，力学、电磁学、热学和原子物理学都有相应的后续理论课程，即：理论力学、电动力学、热力学和统计物理以及量子力学.而光学在本科教学阶
大学物理 2016年11期2016-12-10
- 基于Monte Carlo仿真的降低光谱散射方法比较研究*
度可以由透射光的光程方差判断。弱散射光的光程更短，光程均值更接近介质厚度，光程方差更低，但是光强也更弱。对3种方法在不同散射系数的透射光时间响应、光强衰减度与吸收系数关系、光程方差以及光强进行比较，表明偏振差法相比其他两种方法效果更佳。偏振差法；附加吸收剂法；空间滤波法；Monte Carlo0 引言由于不同物质对于不同波长光波的吸收和散射的响应不同，光谱技术被广泛应用于各种物质属性的分析与检测[1]。然而不同物质的非均匀性与高度散射特性是造成光谱检测与分
电子技术应用 2016年9期2016-12-01
- 光程可调吸收气室气体传感器研究
合肥30000）光程可调吸收气室气体传感器研究程跃1，罗晓乐2，刘磊1，张鹏1，吴礼章1，叶杨高1 （1.中国电子科技集团公司第八研究所，安徽合肥230051；2.中国科学院安徽光学精密机械研究所光学工程中心，安徽合肥230000）光程可调吸收气室可满足光纤气体传感器不同探测灵敏度和量程的需求。介绍了吸收气室的基本结构，并利用TracePro软件对气室进行了光学仿真设计和分析，确定了多次反射池的光学参数。对气室的结构、防腐工艺、密封工艺及光程可调节进行了研
传感器与微系统 2016年6期2016-09-02
- 用光速测定仪探究水的折射率
有介质和无介制的光程相位差相同。相位差相同所以它们的光程差相同，并利用公式得出液体的折射率。这样可以在不接触液体的情况下测量水的折射率。【关键词】光速测定仪；折射率；水1 研究的背景及意义折射率是光学介质的一个重要的物理参数，反映了物质的光学基本性质。液体的折射率与其浓度存在着一定的关系，如果能建立起两者之间的经验公式，则已知其中的任意一个量就可以计算出另一个量，这在生产部门和中学及高校实验中是很有实用价值的。目前测量透明介质折射率的方法和仪器很多，普遍采
科技视界 2016年17期2016-07-15
- 上海天马望远镜光程差的计算方法研究∗
)上海天马望远镜光程差的计算方法研究∗董健1,2†付丽1,2蒋甬斌1,2刘庆会1,2苟伟1,2闫丰3(1中国科学院上海天文台 上海 200030) (2中国科学院射电天文重点实验室 南京 210008) (3中国电子科技集团公司第54研究所 石家庄 050081)基于上海天马望远镜(Shanghai T ian M a Telescope,简称TM),提出一种赋形卡塞格伦天线光程差的计算方法.首先,基于天线互易定理,建立天马望远镜光路的数学模型;其次,采用
天文学报 2016年2期2016-06-27
- 用光速测定仪探究水的折射率
在示波器上的两路光程不同的拍频波关系，可以求出光速。本实验利用水介质放入其中一个光路中改变该光程从而测出水的折射率。实验的准确率较高，方法简单可以为测量各种介质的折射率提供参考，为进一步研究折射率的相关问题提供方法。当然水的折射率的测量方法中有多种，各种方法各有特色，本实验测量简洁准确值得研究［1-4］。1 实验原理:光速c=s/Δt=fλ，λ可以方便地测得，但光频f大约1014Hz，我们没有那样的频率计。如果使f变得很低，例如30 MHz，那么波长约为1
大学物理实验 2015年2期2015-10-22
- 超稳球形光学腔的设计
振频率，该频率由光程决定，腔长不变化光程也就确定了，通常光学腔的腔体是用低热膨胀的材料制成，外界的振动、温度以及压力等因素都会引起腔体的形变，使得腔镜之间的光程发生改变，腔的共振频率也就发生改变[5].由腔长变化与频率变化的关系可知，式中L是腔长；ΔL是腔长变化量，ν是腔的共振中心频率；Δν是腔长变化引起的频率漂移，波长为1064nm的激光频率，要使得中心频率漂移小于10MHz，腔长变化率至少要达到10-7.球形光学腔具有高度对称性以及方便的移动性能，得到
物理与工程 2015年1期2015-07-02
- 摆镜扫描傅里叶变换光谱仪光程差计算
傅里叶变换光谱仪光程差计算刘日龙，刘木华(江西农业大学 工学院，江西 南昌 330045)摆镜扫描傅里叶变换光谱仪利用摆动扫描方式产生光程差，减小了因动镜倾斜带来的误差影响。从摆扫干涉光谱技术原理出发，对摆镜扫描傅里叶变换光谱仪的光程差进行理论分析，给出了光程差计算表达式，实验结果表明：该光谱仪光程差近似正比于摆动角度。分析了轴外光线因不同入射角所产生的附加光程差，为傅里叶变换光谱仪的指标确定和优化设计提供了理论依据。光程差；动镜；光谱分辨率；傅里叶变换引
应用光学 2015年3期2015-06-10
- 光干涉式甲烷测定器的检定原理及维护应用技术分析
定原理；折射率；光程中图分类号：TH83 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.1551 光干涉式甲烷测定器的检定原理光干涉式甲烷测定器的检定采用压力法。被测环境中没有甲烷气体时，测定器的甲烷室和空气室均充入的是空气，折射率与光程相同，测定器的干涉条纹不产生移动；当被测环境中有甲烷气体时，甲烷室的气体成分会变化，折射率和光程也随之变化，导致干涉条纹发生移动。干涉条纹的移动量与甲烷的体积分数成一定比例，测得该移动
科技与创新 2015年8期2015-05-06
- 大摆角摆臂式干涉仪非线性干涉信号光谱反演
仪相比具有更宽的光程差范围。但大摆角干涉仪的光程差随时间非线性变化，得到的是非线性变化的干涉信号，常规光谱变换方法(FFT)不适用非等间隔采样的信号，因此必须研究更加有效的光谱反演方法［6－7］。对于非线性干涉信号，先要将其转换为线性信号，即利用干涉仪的光程差变化信息对非线性干涉信号进行校正。目前常用的校正方法是光程差替换法［8－9］，但该算法存在复杂度高、时效性差的问题，对于实时性要求较高的场合并不适用。本文研究了一种基于非均匀快速傅里叶变换的非线性信号
激光与红外 2015年10期2015-03-23
- 真空怀特池光程调节机构的设计*
真空怀特池光程调节机构的设计*张露(中科院南京天文仪器有限公司， 江苏 南京210042)摘要：介绍了真空怀特池光程调节的难度和必要性。利用曲柄滑块机构的工作原理，设计了一种用于真空怀特池光程调节的机构，其具有结构简单、调节方便、调节范围及精度灵活等特点。在实际应用中，起到了较好的调节作用。关键词：怀特池；光程；曲柄滑块机构0引言近年来，随着环境的恶化，人类对生活环境健康状况的关注意识加强，环境监测技术，尤其是有害气体分析检测成为了重要的研究课题[1]。
机械研究与应用 2015年3期2015-02-22
- 基于点光源的迈克耳孙干涉实验条纹的机理分析
源.则在真空中有光程差：图1 双光束干涉的几何关系示意图整理后得方程由于Δ≤d，由解析几何知，这是以S1，S2为焦点，以x轴为旋转轴的旋转双叶双曲面，如图2所示.d为定量，则每一Δ值对应两个对称的相应曲面，双叶双曲面的几何意义是该曲面上任意一点至两焦点的距离差为一常数点的轨迹，而对于P到S1，S2的距离差为常数的物理意义正是“光程差恒定”之意，故该组双叶双曲面正是等光程差曲面，显然，x＝0时，对应光程差Δ＝0.图2 两点光源的等光程差曲面2 接收屏上干涉条
物理与工程 2014年3期2014-07-30
- 红外光谱法测定汽油中的甲缩醛*
2，0.5 mm光程池，对系列浓度标准溶液进行吸光度的测定，建立校准曲线，适合定量的溶液浓度范围分别为0.2～4.2，0.1～2.2，0.1～0.9 g／L；线性方程分别为Y=0.070X+0.001，Y=0.136X+0.001，Y=0.322X+0.002；相关系数分别为0.999 5，0.999 8，0.999 7。质量浓度在0.1～2.2 g／L之间的试样溶液应优先采用0.2 mm光程池，测定结果的相对误差小于5%，重复性相对标准偏差小于2.0%
化学分析计量 2014年4期2014-07-24
- 微振动对干涉仪运动机构均匀性的影响分析
摆动，以实现干涉光程差的均匀扫描调制。而高精度的光谱探测对干涉仪光程差速度的均匀性提出了极高的要求。但是入轨后，卫星上飞轮、扫描机构、机械制冷机等设备的微振动会影响到干涉仪的速度均匀性。一般来讲，干涉仪的速度均匀性主要是由机构控制系统来保证的，但实际工程中往往会遇到由于控制算法不成熟，控制系统对均匀性的保证不明确的情况。为了明确这种情况下微振动对干涉仪的影响，确定干涉仪能够承受的微振动临界值，本文提出了一种定量分析和评价的方法。2 干涉仪光程差速度的均匀性
航天返回与遥感 2013年6期2013-09-17
- 迈克耳孙干涉光程差分析模型探讨
讨迈克耳孙干涉的光程差分析问题.迈克耳孙干涉图像通常分为等倾干涉和等厚干涉.现有的光程差公式只能分别解释等倾干涉和等厚干涉形成机理，但不能计算等厚干涉的光程差，也不能解释两者的联系.在操作实践上，如果不能正确引导学生从已有的等倾干涉过渡到等厚干涉，甚至会误导学生的理解和操作.例如，现有的观念是等倾干涉对应的实镜和虚镜完全平行，镜面之间的夹角为0°，而等厚干涉图象对应的实镜和虚镜不完全平行，镜面间有微小的夹角，要从等倾干涉过渡到等厚干涉，首先就要改变实镜和虚
物理实验 2013年3期2013-08-25
- 双光程拉曼光谱仪
发明公开了一种双光程拉曼光谱仪，包括拉曼光谱仪本体和检测头组件，检测头组件包括外壳和设置在外壳内的双光路组件，双光路组件至少包括沿激发光方向设置的一个凸透镜和一个凹面镜，凸透镜与凹面镜共焦，待检测样品位于凸透镜与凹面镜共焦点；本发明将激发过样品的激发光反射后再次激发样品，实现单光源双光程激发，在不改变现有拉曼光谱仪光源的前提下，增加激发光的利用效率，充分利用激发能量，使其适用于超痕量样品的检测，可在现场分析中实现超高灵敏度即测即显示分析，可对超痕量样品给出
化学分析计量 2013年2期2013-04-10
- 透明台阶的白光干涉测量方法研究＊
干涉原理，通过对光程差的调制，从而在零光程差的位置获得最大的条纹干涉对比度，通过相应的算法来重构出被测表面的轮廓，可以用来测量台阶高度和表面粗糙度［2－3］。在利用它对透明台阶进行测量时，由于白光会透过透明体，涉及到二次反射产生附加的光程差，导致了较大的测量误差。本文针对这种情况，结合设备测量原理，分析了误差产生机理，并提出了解决方法。1 白光扫描干涉法原理白光光源的辐射包含了整个可见光谱区域的光谱成分，为连续光谱。发生干涉时，各波长将产生各自的一组干涉条
光学仪器 2013年6期2013-03-20
- 透镜的等光程性问题
时，都要涉及透镜光程性的问题．我们先来看看不同的物理教材是如何阐述这个问题的．文献[1]中是这样叙述的，平行光束通过透镜后，将会聚于焦平面上成一亮点F(图1)．这是由于某时刻平行光束波前上各点(图1中A,B,C,D,E各点)的相位相同，而到达焦平面后相位仍然相同，因而干涉加强．可见,这些点到F的光程都相等．图1文献[2]是这样叙述的，平行光通过透镜后，各光线要会聚在焦点，形成一亮点，这一事实说明，在焦点处各光线是同相的．上述两种教材对透镜等光程的叙述基本上
物理通报 2013年11期2013-01-12
- 几何光学与波动光学的“无缝”对接
——透镜等光程性的教学研究
只对薄凸透镜的等光程性进行了定性说明，少有定量分析[2].为了将中学讲授的凸透镜成像实验规律与大学物理中的等光程概念有机结合起来，笔者对薄透镜物像公式的高斯形式进行了简单推导，证明了平行光斜入射情形下薄透镜的等光程性.2 薄透镜物像公式高斯形式的简单推导我们以凸透镜成像为例来说明物距u、像距v和焦距f之间的关系.如图1，设物高为h，像高为h′，由三角形AOB和三角形A′OB′相似，得到(1)又由三角形OO′F和三角形FA′B′相似，得到(2)式(1)、(2
物理通报 2013年11期2013-01-12
- 光源相位噪声对干涉传感系统信噪比影响分析
迟线的长度，对大光程差干涉系统中光源相位噪声对系统信噪比的影响进行了分析。结果表明，窄线宽光纤激光器对光源相位噪声有较好的抑制作用，但当光程差很大时，光源相位噪声对系统信噪比仍有一定的影响。干涉传感；光源相位噪声；窄线宽光纤激光器；马赫-曾德干涉仪；信噪比在干涉传感系统中，光源相位噪声主要取决于光源的相干长度和系统的光程差[1-4]。如果光源的相干长度较短(光源线宽较大)或系统光程差较大，光源相位噪声通过干涉仪所形成的相位-强度噪声就会较高，使干涉传感系统
长江大学学报(自科版) 2012年22期2012-11-22
- SF6局部放电分解组分长光程红外检测
效的途径就是提高光程长。自1942年John U. White提出怀特池原理以来[6]，国内外专家针对如何提高光程长，减少红外光的损耗进行了大量的研究[7-12]。R. Kurte先后用0.1m、0.22m光程气体池对SF6分解组分进行分析[13]，M.Piemontesi也曾经用0.175m、11.25m光程长两种气体池对其进行分析[14,15]。研制能量衰减小、体积小的长光程气体池，成为整个红外检测系统的关键及难点所在。本文从增加红外吸收光谱法的光程长
电工技术学报 2012年5期2012-07-02
- “程差法”在电磁波干涉中的应用
播，因此需要引入光程和光程差的概念.光的干涉问题的求解主要通过对两束相干光在相遇点的相位差或光程差的分析与计算，这种方法通常称为“程差法”.而有关电磁波信号强度问题，比如无线电波、微波等信号的强弱，也可以用这种方法来求解.下面讨论一下光波的“程差法”及如何利用“程差法”求解电磁波干涉的有关问题.1 光波的“程差法”光程等于光所通过的几何路程与媒质折射率的乘积，引入光程是为了把同一单色光在不同媒质中的传播统一折算成在真空中的传播.这对讨论光的干涉问题带来很多
物理通报 2012年5期2012-01-23
- 基于半光程差的天线反射面型面精度检测
0191)基于半光程差的天线反射面型面精度检测周国锋 李晓星(北京航空航天大学 机械工程及自动化学院，北京 100191)型面拟合最小量的选取是天线面板型面检测中的关键技术之一.天线表面各点半光程差的均方根是衡量天线型面精度的指标.根据圆锥曲面的几何定义及其光学性质，提出了圆锥曲面天线面板半光程差的直接计算方法，给出了基于半光程差的非线性最小二乘曲面拟合算法.以旋转抛物面天线面板为例，通过模拟和实际测量，对比分析了分别选取轴向误差和半光程差作为最小量拟合计
北京航空航天大学学报 2011年6期2011-03-15
- 蓝宝石光纤空气隙非本征型法布里-珀罗高温传感器复用技术研究
于实时查询传感器光程差的变化。当光程差值达到我们需要的数值时，采用高温陶瓷胶(Cotronics, HP903)将蓝宝石光纤同氧化锆粘结起来。通过控制两根蓝宝石光纤端面间空气隙的大小来获得不同的光程差。然后，将传感器放置于1150℃的电阻炉(Thermolyne 48000)里进行热退化来增强其稳定性。图2所示为一空气隙FP传感器的反射谱图。从图中我们可以看出大的光程差时光谱波动的频率也会高。我们可以通过对传感器反射光谱进行快速傅里叶变换来对多个传感器进行
制造业自动化 2011年5期2011-02-09
- 薄膜干涉光程差公式推导过程中的近似问题
083)薄膜干涉光程差公式推导过程中的近似问题王家慧 祁 铮 金钟辉(中国农业大学应用物理系,北京 100083)给出等倾干涉的光程差公式可推广至等厚干涉的证明.等倾干涉;等厚干涉;光程差薄膜等倾干涉(图1)和等厚干涉(图2)中,经薄膜两个界面反射后的①、②两束光线之间的光程差(不计及半波损失)均为但在许多教材[1～4]里仅对图1的薄膜等倾干涉的光程差公式作了详细的推导,得出式(1).然后只作粗略的说明,就将上述结论推广至图2所示的劈形膜的等厚干涉中,未作
物理与工程 2010年6期2010-12-21
- 杨氏双缝干涉条纹移动问题的探讨
双缝干涉;介质;光程差;条纹移动＊0 引言1801年,杨氏巧妙地设计了一种把单个波阵面分解为两个波阵面以锁定两个光源之间的相位差的方法来研究光的干涉现象.杨氏用叠加原理解释了干涉现象,在历史上第一次测定了光的波长,为光的波动学说的确立奠定了基础.在杨氏双缝干涉实验中,在不加介质或不将整个装置浸入透明液体中之前,两相干光均在空气中传播,他们到达屏上任一点P的光程差由其几何路程差决定,而在插入介质片或将整个装置浸入透明液体中后,虽然两相干光在两介质薄片中的几何
枣庄学院学报 2010年2期2010-10-23