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基于科技馆展品设计—激光干涉衍射仪设计研究

随着科学的不断发展,科学技术的突飞猛进以及教育水平的提高,使得科技馆这一科普形式在当代社会发生了翻天覆地的变化,科技馆已成为我国社会科教事业的重要组成部分。科技馆由于能够让观众亲自动手参与,能够模拟再现科学探索过程,能够让观众获得直接经验而深受公众喜爱。展品是科技馆的灵魂,是实现科技馆展教功能的关键,然而,通过调研山东省内部分科技馆后发现科技馆在展品设计上仍存在某些不足。展品设计理念相似,造成创新性不足;在展品的选择和设计时,过于追求高新技术产品,而忽略了对基本学科知识的普及;科技馆光学展品的整体数目较多,但类别较少,并且原理多以反射类、和折射类为主,缺少展示光的干涉、衍射原理的展品。鉴于上述分析,本人决定设计一部借用激光相干性好、亮度高等特点,来展示光的干涉衍射特性的展品,填补光学类科技展品对激光技术使用的空白。本研究的研究过程如下:一、通过查阅和搜集大量的文献资料,总结分析了科技馆展品设计现状与困难。二、对山东省科技馆、潍坊  (本文共54页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

在体耳蜗音调信息表达的激光干涉研究

声音有三个属性,分别为音色,音调和响度。音调能让我们欣赏音乐的优美,但其机制至今还没有完全弄清楚。在音调研究的初期,人们把音调与频率联系起来,认为其与声音信号的频率有关,听觉外周实验也证实了此观点。对于包含单一频率声音的音调,频谱理论能够完美解释,但对于包含多个频率成分的复杂音的音调却无法说明。随后的神经科学指出音调与信号的时域特征有关,并指出其产生部位在神经系统中。之后非线性动力学的理论运用在音调的研究中,解释了音调漂移现象,并认为音调产生于听觉外周。以上对音调的解释都局限在理论中,至今还没有人在生理上检验音调感知理论的正确性。如果弄清楚音调的本质,不仅能促进人工耳蜗技术的发展,还能促进医药行业在耳部疾病的诊断和治疗。本文是国际上第一个在动物身体上进行音调信息表达的激光干涉研究。通过豚鼠头颈部的解剖,探索出暴露耳蜗的新方法,这种方法可以保证解剖后的豚鼠至少存活4-5个小时,为后续测量提供了时间保障。接着在测量时经过反复多次对豚...  (本文共52页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

激光干涉镜组热漂移系数测试系统设计

随着超精密工程与纳米技术的发展,激光干涉测量技术正在向亚纳米精度的方向发展。在超精密干涉测量应用中,干涉镜组的光路不对称性,镜组的光学热漂移都对激光干涉测量有很大影响。随着非共轴光路激光干涉镜组的出现,干涉镜组变得越来越复杂,在大幅抑制非线性误差的同时,镜组的热漂移包括光学热漂移和机械热漂移同样是影响干涉测量精度的主要因素。而相应的热漂移理论仿真仅能考虑热膨胀与折射率变化这两项因素,与镜组的实际热漂移存在一定的偏差,因此对激光干涉镜组的热漂移系数进行实际测试不仅能反映激光干涉镜组作为一个光机系统的整体热漂移,并且对超精密激光干涉测量迈向亚纳米测量精度提供了有力保障。本课题针对激光干涉镜组热漂移系数在测试过程中沿光学路径存在温度梯度和系统受外界空气扰动影响大等问题,设计一种具有温度均变性的低温度梯度热结构,研究基于模型预测控制原理的激光干涉镜组热漂移测试系统温度控制算法,并搭建激光干涉镜组热漂移系数的测试系统,为镜组的热漂移提供一...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

《产业与科技论坛》2017年23期
产业与科技论坛

硬度计量中激光干涉技术的应用

一、硬度计概述作为结构核心,激光光源L是一类半内腔的激光设备,其输洛氏硬度计量的优势在于可以测量的范围较大、操作简出的为线偏振光,表面与水平方向的夹角是45°,激光光束可单,能够从仪表上直接进行数据的获取,是现阶段对金属测以通过反射镜实现调节,调节到偏振分光镜的位置,分光镜量、塑料等材料测量的主要方法和手段。洛氏硬度在工业生被激光光束分为方向互相垂直的两个光束,将透射光作为参产中具有大范围的应用。尽管仪表的结构以及构造复杂程考值,安装到主板棱镜的位置,然后再进行反射。另一光路度较低,但是如果不能对其进行合理应用,也会导致硬度值是反射光,是一类测量光束,投射到主轴上部的棱镜位置,进测量出现偏差,精度不足,会导致设备被直接报废,生产单位而被反射回来。角棱镜反射的光相互之间垂直,再重新汇遭受严重的经济损失。技术人员通过多年来对硬度计的使合,他们之间通过相互叠加,形成旋转偏振光。通过四分之用经验来看,需要全面总结出硬度计的应用方法,在不...  (本文共2页) 阅读全文>>

《科技创业家》2014年01期
科技创业家

激光干涉技术在硬度计量中的应用研究

硬度计量是力学计量的一个重要组成领域,旨在确定硬度块的硬度值,往往借助洛氏硬度来进行换算[1-2]。洛氏硬度即为具有一定规则形状的金光是压头或者钢球压头在外界压力的作用下,压入标准硬度块之后留下的压痕深度,由此可以看出硬度测量中存在很多不确定因素,其中压根深度的测量准确性影响压痕深度的准确性。激光干涉技术作为一项现代电子技术,可以在洛氏硬度测量的基准装置中起到降低压痕深度不确定度的作用,甚至可以将误差压缩至纳米级。通常来说,激光干涉装置由稳频激光源、偏振干涉仪、光电转换器和可逆计数器组成,通过一系列的测量和转换,数据在电脑端进行收集和计算,从而得出最终的硬度值。1激光干涉技术原理在激光干涉技术应用于测量硬度值时,其溯源标准是偏振干涉仪发射的激光波长值,稳频激光源将波长稳定的激光发射在偏振干涉仪之内,分光镜将激光分成两股,在经过一系列的传输之后,当这两束激光再次发生重合的时候,就会发生干涉现象,而激光的相位差也决定了干涉带的亮度。...  (本文共1页) 阅读全文>>

《物理实验》2009年12期
物理实验

激光干涉环干扰的排除方法及干涉环计数装置的设计

1引言用迈克耳孙干涉仪测量激光波长的实验,要求在黑暗的环境中眼睛长时间紧盯观测屏,对干涉环的涌出或陷入进行统计,易造成人眼睛疲劳而漏读或多读干涉环的个数,加大实验误差.比较强的激光会对人眼造成一定程度的伤害.因此,有文献报道了干涉环计数器.其基本原理为:由光电转换器对干涉环转换成幅值大小不一的电信号,经过放大、整形后送计数器计数[1-4].文献[1-4]中介绍的计数器存在以下不足:没有彻底排除各种干扰,致使转换后的模拟电信号幅值大小不一,经整形电路变换为数字信号时,转换电路的回差电压较小,抗干扰能力差;测量时难免产生轻微震动,可使计数器产生错误的计数.电路分立元件多,不易批量生产等.为了改正以上不足笔者,设计了模块化的激光干涉环计数装置.2几种主要干扰的产生及其危害2.1外界产生的干扰及其危害1)外界环境杂散光干扰产生的危害周围环境杂散光,照射到光电转换器上,产生干扰电信号.危害是:能够使干涉环计数器产生错误计数.2)轻微震动产...  (本文共5页) 阅读全文>>