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关键词： 光的干涉   双缝干涉   光程差   双曲线  

摘要： 在高中阶段,对于“光的干涉”的教学,由于受到数学技能的限制,教师只能通过平面几何和一定的近似处理来说明。新人教版高中物理选择性必修一在编写“光的干涉”理论分析时有两处容易使学生产生误解。文章通过简单的数学分析加以辨析说明,希望能对学生的学习提供帮助。

关键词： 中阶梯光栅光谱仪   三反消像散光学系统   交叉色散   二维谱图  

摘要： 中阶梯光栅因其具有高分辨率、高衍射级次和全谱闪耀等特性,能够实现宽波长范围内的高分辨率全谱直读,常用于天文光谱仪及高端商用光谱仪中.然而,中阶梯光栅的衍射因为级次重叠严重,需要交叉色散形成二维光谱成像于面阵探测器.使用单一成像镜的二维靶面成像很难保证像面像质均匀,进而造成全谱范围内分辨率差异大,特别是边缘波长处分辨率明显降低的问题.为解决这一难题,本文提出了一种结合三反消像散光学系统的折叠型中阶梯光栅光谱仪方案(echelle spectrometer with three-mirror anastigmat,ESTMA),以三反消像散光学系统的3面反射镜代替常规中阶梯光栅光谱仪设计中的单成像反射镜.复色光经过入射小孔后被离轴抛物面镜准直,再由中阶梯光栅色散,用反射棱镜进行交叉色散,最后由三反消像散光学系统成像于面阵探测器.设计光谱范围为200~600 nm,焦距为350 mm.设计通过Zemax光学设计软件进行仿真及优化,结果显示,相对于单成像镜设计,ESTMA方案的全谱范围内像斑大小均匀,点列图均方根半径小于1μm,全波段仿真分辨率小于30 pm.在自建的实验平台上进行验证,实验结果表明,系统在253.652 nm、365.015 nm、404.656 nm、435.833 nm、546.074 nm处的实测分辨率分别为23.42 pm、23.46 pm、27.20 pm、32.74 pm和40.92 pm,除中心波长以外的实测波长分辨率显著优于单成像反射镜设计的理论分辨率,光谱仪的分辨率整体提升.

关键词： 光栅   光学器件   衍射光栅   显示系统   波导   液晶  

摘要： 液晶偏振体光栅作为一种新型波导耦合元件,因其较宽的角度响应带宽和独特的偏振特性而受到关注。然而,目前对液晶偏振体光栅的研究还在初步阶段,基于液晶偏振体光栅的波导显示系统主要存在出瞳范围较小的缺点。制备了中心波长为532 nm、光束垂直入射时反射衍射角为50°的液晶偏振体光栅,光栅峰值衍射效率达到75%。将其作为波导显示系统的耦合元件可实现图像的传输和显示。同时,设计和实现了出瞳在一维和二维方向上的扩展,将出瞳扩大了到14 mm×12 mm的范围。

关键词： 多维金融时序预测   块Hankel张量   季节性差分自回归滑动平均算法   Tucker分解   多路延迟嵌入变换  

摘要： 金融时序预测可以为从业人员提供行业变化趋势信息。采用多路延迟嵌入变换将时间序列转化为低秩块Hankel张量,利用Tucker分解将高阶张量投影到压缩核心张量中,对核心张量使用季节性差分自回归滑动平均算法实现对未来的预测。在4个公共数据集上验证了该算法与经典的XGBoost、VAR、SARIMA等算法相比具有更好的计算精度和更少的计算成本。

关键词： 双缝干涉   实验改进   定性   定量   探究  

摘要： 通过改进光的双缝干涉实验装置,将光的双缝干涉图样更清晰地展示在学生面前;通过引导学生开展影响条纹间距大小因素的实验探究活动,并为理论推导双缝干涉条纹间距Δx与双缝到屏的距离L、光的波长λ、双缝间距d的定量关系,提供了有力的实验证据,突出学生学习的主体性,培养学生推理论证的能力。

关键词： 光学薄膜   分光膜   消偏振   位相   等效层  

摘要： 偏振和位相调控分光膜是自由空间量子通信系统中不可缺少的光学元件,其性能直接影响通信质量,决定通信误码率。基于等效层设计理论,采用“介质+金属+介质”的特殊膜系结构,选用Ag金属和SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Ta_(2)O_(5)三种介质膜料作为镀膜材料,实现石英衬底45°入射时,1500~1600 nm波段消偏振平均透射/反射比为8.5:91.5,在1530、1540、1550、1560 nm控制位相的分光膜。采用电子束蒸发离子辅助沉积技术,优化沉积工艺,制备了分光膜样品。检测结果表明:在45°入射条件下,1500~1600 nm波段光谱平均透射/反射比为8.53:91.47,在1530、1540、1550、1560 nm处透射光位相差控制在5.02°以内,反射光位相差控制在8.05°以内,满足通信系统分光比及位相控制的要求。此外,该分光膜通过了相应的环境试验测试,满足可靠性要求。

关键词： 继发性正常压力性脑积水   脑室腹腔分流   弥散张量成像   纤维束成像  

摘要： 目的应用弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)及纤维束成像(diffusion tensor imaging tracking,DTT)技术评估继发性正常压力脑积水患者分流手术的效果。方法分析2018年1月至2020年1月本院收治的22例行脑室腹腔分流术的继发性正常压力性脑积水患者术前和术后1个月的DTI、DTT变化,测量患者脑室旁内囊位置各项异性分数(fractional anisotropy,FA)值及平均弥散率(mean diffusivity,MD)值,根据纤维束重建技术记录患者脑室旁纤维束数量及形态变化情况。结果所有患者术后脑室旁FA值、MD值较术前显著下降(P<0.01),纤维束数量较术前有明显增加(P<0.01),术后纤维束形态明显受压率较术前有显著降低(P<0.01)。术后恢复不良组患者的脑室旁FA值、MD值较术前显著下降(P<0.01),纤维束明显受压率与术前相比差异无统计学意义,纤维束数量有明显增加(P<0.01)。术后恢复良好组患者的dFA值(手术前后FA差值)显著高于恢复不良组(P<0.01)。结论弥散张量成像和纤维束成像技术在预测继发性正常压力性脑积水患者分流手术效果中优势明显,具有一定的临床意义。

关键词： 非对准误差   张量不变量   杂交粒子群算法   校正  

摘要： 针对工程应用中磁梯度张量系统的测量精度受阵列间非对准误差的严重影响这一问题,提出一种基于磁梯度张量不变量的系统集成校正方法。根据阵列间非对准误差的原理,建立非对准误差模型,且因为磁梯度张量不变量不随坐标系变化而变化的特性,以张量不变量构造目标函数并通过杂交粒子群算法解算误差参数。仿真结果表明,该方法改善率达92.2%,可有效校正阵列非对准误差。实验结果证明了该方法的有效性和正确性,可广泛适用于各种阵列结构的非对准误差校正,具有一定的应用研究价值。

关键词： 测量   衍射望远镜   失调误差   瑞利判据   波前像差   公差分析  

摘要： 拼接衍射望远镜的失调误差对光学系统的成像质量有重要影响,为此对拼接菲涅耳透镜的失调误差进行公差分析,推导基于瑞利准则的失调误差的理论计算公式,对包含口径为1.5 m的拼接主镜和消色差光路的光学系统进行公差分析。仿真结果表明,公差范围内的波前像差均满足瑞利判据与斯特列尔比,因此该公差分析可为衍射望远镜的装调和检测提供有效的理论指导。