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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
任宏亮 徐鹏盛 卢瑾 陈浩 彭宏 周守利 张江鑫
为实现高精度测温，该文搭建了基于GaN微环谐振腔光芯片的温度测量实验装置，该装置通过可调谐DFB激光器结合光电探测器采集透射光谱传感信号，检测谐振波长变化实现温度测量。为确保测量精度，在DFB激光器上加载直流偏置电压，同时外加一定幅度的交流电压实现其波长调谐，并通过温度反馈控制模块保持激光器温度恒定，以避免温度引起激光器波长漂移。为精确验证温度测量效果，实验中通过温度控制模块精确调控芯片的温度。结果表明在20.0～24.5℃时测温灵敏度为37.29 pm/℃，该方法可降低微腔传感系统造价，促进微环谐振腔测温的实际应用。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
卢瑾 张昱路 任宏亮 覃亚丽
为提高微纳光学传感器的测温精度,基于多模微环谐振腔光芯片,搭建了高精度温度测量装置。装置通过采集微环谐振腔多模温度传感数据,利用人工神经网络算法有效融合多模传感信息,提高传感灵敏度。实验结果表明,多模传感方法在24.9～32.0℃的温度范围内,测量精度为±0.074℃,与单模微环谐振腔传感方法相比降低了温度探测极限。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
林康 化小会
引入微纳光纤、采用绝缘硅(SOI)波导材料,设计了一种多耦合点的谐振腔滤波器。该滤波器工作方式:当光从入射端输入,经过耦合区时一部分光会因为倏逝波的存在发生耦合,耦合进入环形腔的光在满足谐振条件时在环形腔内发生谐振,光在环形腔中传播一周后,再次从耦合区从环形腔耦合到微纳光纤直至输出。性能分析表明:自耦合系数的变化不会对光强最大峰值产生影响,可以通过改变传输系数的大小从而实现耦合效率的调整,品质因数能达到10 000以上,衰减能够有效控制;通过SOI材料热膨胀现象实现设计滤波器的性能控制和光开关性能。
[期刊] 林业科学
[作者]
罗勇锋 李羲 李贤军 陈红斌 柴媛
基于麦克斯韦电磁场方程和木材传热传质机制,构建微波预处理过程中木材内电磁场分布及热质迁移模型,采用有限元分析软件(Comsol Multiphysics)模拟微波馈入方式及谐振腔半径对圆柱形谐振腔中木材内温度分布均匀性和微波能量利用效率的影响规律,获得优化的微波谐振腔型。结果表明:1)微波馈入方式和谐振腔半径对木材内温度分布均匀性和微波能量利用效率的影响显著;2)在本研究范围内,采用三微波口馈入方式加热时,木材横截面上的温度分布最均匀,且微波能量利用效率最高,达到87.48%;3)随着微波谐振腔半径的增加,木材内温度变异系数和能量利用效率整体呈现出先减小后增加的变化趋势,优化的谐振腔半径介于0...
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李艳 靳彪 杨福铃
将测控技术与仪器专业基础课程“传感技术及应用”中谐振式传感器的优化设计与实际应用相结合，以谐振式加速度计为例，提出基于ANSYS的谐振式加速度计优化设计仿真与实验方案。实验内容包括：利用有限元分析软件对谐振式加速度计进行建模，分析结构参数对加速度计性能的影响，利用不同结构参数的模态仿真帮助学生直观理解优化设计过程。实验还对加速度计样件进行了实验测试，验证了优化设计方法的有效性。该优化设计方法还可应用于对其他类型传感器的优化。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
蔡军 左俊伟 潘峰
为了进行磁耦合谐振式无线电能传输系统分析,开发了具有信号生成、无线电能传输、数据采集、数据处理、数据保存、数据图形化显示等功能的实验教学系统。该实验系统由硬件和软件两部分组成,硬件部分实现了无线电能传输功能,软件部分基于LabVIEW实现了信号生成和数据采集等功能。基于该实验系统的实验教学,验证了无线电能传输原理,有助于学生加深对相关知识的理解,培养实践应用能力。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
宋明亮 周斌 张嵘
参量激励是一种时变的谐振子振动激励方法,在微机电(MEMS)传感器中有着重要的应用。该文针对基于参量激励的谐振子闭环振动控制系统,通过理论推导得到了谐振子及控制环的数学模型,并对控制系统稳定性进行了分析,得到了控制系统参数选取的准则。通过数值仿真对理论研究的结论进行了验证,并研究了控制环参数对系统性能的影响。基于上述分析实验实现了基于参量激励的谐振子振动控制,谐振子起振过程的稳定时间小于0.2s,稳定后振动幅度的方差为0.04mV。该研究对基于参量激励的谐振子振动控制系统的设计具有参考意义。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
薛雪 刘晓文 刘成磊
在研究了谐振原理和特点的基础上,结合互感耦合原理和赫姆霍兹线圈设计了一个无线电能传输实验。通过实验操作和Matlab仿真,验证了利用谐振进行无线电能传输的合理性和有效性,从而加深学生对谐振的认识,提高学生的应用能力,取得了良好的教学效果。
关键词：
无线电能传输 实验设计 谐振原理
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘善春 袁洪学 李鲤
采用随机介质ZnO颗粒结合金属-介质界面传播的SP(表面等离子)波补偿损耗,设计实现了一种石英-金膜-混合ZnO染料的金属腔激光器。从散射和光增益两方面证明了随机激光的存在,在发射谱中观察到了带宽小于1nm的尖峰。分析结果发现,金属层对于随机激光的发生没有起到实质性作用,结构的受激面积阈值和激发阈值的数值分析结果符合随机激光原理。该研究对于光通信和光电集成的发展有一定的理论和实际意义。
关键词：
金属腔激光器 光通信 补偿损耗 随机激光
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘晓瑜 南金龙 王子熠 王锋 李平 孙晶华 张晓峻
根据“新工科”背景下大学物理实验教学的改革需求和霍尔元件发展的新趋势，研制了一款基于霍尔元件的螺线环磁场测量装置。该装置由自制的磁场测试仪、霍尔元件尺、移动导轨和螺线环组成。通过给螺线环通入直流励磁电流（强度可调），使螺线环内部产生稳定的磁场，利用自行设计的霍尔元件移动尺可测量螺线环磁感应强度与励磁电流、环路半径之间的关系，还可以测量螺线环的磁场分布和空气磁导率。相应的实验设计可以帮助同学更直观地认识螺线环磁场的分布规律，理解霍尔效应测量磁场的基本原理，深化学生对于磁场相关理论的理解，同时促进理论学习与工程应用的融合，培养并锻炼学生分析解决实际工程问题的能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王青 赖舜男 齐向晖 王志军 陈徐宗
饱和吸收谱技术与激光稳频技术都是前沿量子科技中广泛应用的基础实验技术。北京大学高级光电子技术实验室将两者融合,自主设计了基于饱和吸收谱的激光稳频实验系统,并用于教学实践。实验中,清晰可见的分立光谱帮助于学生直观感受抽象的量子化图像,加深对相关概念的理解;精密的光路电路调节可以充分锻炼学生的沉稳心态和动手能力;实验内容丰富,紧跟时代前沿,可以有效启发思维,开阔眼界,激发兴趣。
关键词：
饱和吸收谱 激光稳频 调制解调 反馈控制
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
谭穗妍 林芳 翁嘉文 李凌燕
设计了一款可在实验室供学生演示和学习激光多普勒效应的实验装置。激光多普勒实验装置利用分立的光学元件搭建迈克耳孙干涉光路,干涉光路中采用两束具有频差的激光束平行叠加形成光拍来实现激光多普勒效应的演示,在Matlab环境下利用时频分析工具对差频信号进行分析,开发了基于激光多普勒效应的振动测量系统。
关键词：
多普勒效应 时频分析 光拍
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
宋立众 王谦 周辉媛
在电波与天线课程中引入双极化相控阵天线设计用于驱动教学模式,以方案设计、电磁仿真和加工实验为手段,开展面向工程应用的实践教学改革探索,以达到有效提升教学效果的目标。阐述了双极化相控阵天线的特点和教学应用方法,以双极化介质谐振器天线的设计为例,进行了中心频率为5GHz的天线单元的电磁仿真和加工测试工作。研究结果表明,双极化介质谐振器天线是一种有效的双极化相控阵天线单元实现方案,对实际工程应用起到有益的参考作用,同时介质谐振器作为一种新型的天线,在教学方面具有创新性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
倪小敏 刘洋鹏 王喜世
针对安全科学与工程专业灭火类课程的教学需求，研发了细水雾灭遮挡火实验装置，并耦合了先进的激光流场诊断系统。依托该实验装置，设计了细水雾雾特性表征、细水雾灭遮挡火效能评价以及OH自由基的浓度分布测量等探究性实验项目。通过系列教学实验，学生可直观观察细水雾在不同条件下的灭火过程，掌握获取相关特征参数的测量手段，从而加深对细水雾灭火机理的理解，提升实验技能和创新能力。
关键词：
细水雾 灭火性能 激光流场诊断 实验教学
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
杨宏伟 高翔 邵圣杰 胡欣瑞 许恒誉
应用物理学中的液体压强与液体深度的关系,以及物体变形与电阻改变的关系,通过测量一定液体深度处的变形电阻的电流值及该深度下的压强值,从而测出液体深度,再利用单片机计算和显示其液体深度等参数。经检验,达到了较高的测量精度,可以满足一般的工农业生产应用。将该实验应用于物理教学实验,还可以让学生学习和巩固流体力学、电学和固体力学等学科的知识。
关键词：
液体深度 压强 电阻 单片机
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