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光現象資源箱 型號：QWG1208 ? 實驗清單： 光在空氣中直線傳播實驗 面鏡成像觀察實驗 ? ? ? ? 透鏡成像觀察實驗 影子觀察實驗

含電路板、散裝元器件、制作說明書等

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原理介紹： 光在與微粒的相互作用中，會將自身攜帶的動量傳遞給微粒，對微粒施加力的作用。在光鑷中，處在激光中的粒子所受的力有兩種：一部分是電磁場分布不均勻導致的梯度力，梯度力將微粒吸引向光阱的中心；一部分是光子與粒子相互作用導致的散射。針對不同大小的粒子，大致可以分為三類： 一、微粒的尺度遠大于激光波長，可以采用幾何光學近似模型，光線在微粒經過折射反射，將動量傳遞至微粒上； 二、微粒尺度跟激光波長相近，這種情況下可以通過電磁場麥克斯韋方程組求解； 三、微粒尺度遠小于激光波長，微粒在光場中被激發為偶極子，受到偶極子與強聚焦光場的相互作用力； 相關內容： 動手調節光路，利用光鑷捕捉并操控小球； 基于空間光調制器的光鑷系統，通過研究不同算法從而得到加載在空間光調制器上的全息圖、更加深入地研究特殊模式光束在光學微操縱中的應用、拓展光鑷與其他學科交叉的應用前景以及對光場偏振態、相位、振幅的聯合調制等等。 應用領域： 作為非侵入型的力學操控系統，光鑷可以應用于細胞生物學、氣溶膠科學、物理化學等交叉學科的基礎研究，包括細胞微環境的改變、形變拉伸、微粒力學參數的測量等等。將全息光鑷與圖像識別結合，可以做到自動捕獲粒子和分揀， 將全息光鑷與光學顯微鏡相結合，可以量化細胞、分子的動力學特性，在細胞生物學中有巨大的研究空間； 方案介紹： 光路圖：   上圖為本方案全息光鑷裝置的光路示意圖。首先激光經過擴束后，直徑與空間光調制器有效區域的短邊直徑相等，擴束后的激光依次通過線偏振片、半波片和非偏振分光棱鏡。用半波片旋轉線偏光角度，使之工作在相位模式下，空間光調制器的入射角控制在在 5°以內。 經過空間光調制器反射的光經過由兩個傅里葉透鏡組成的縮束系統，該系統能改變光斑尺寸確保光束直徑與顯微物鏡的入瞳直徑匹配。對于外圍光強較弱的高斯光束，利用此縮束系統將激光直徑稍大于顯微物鏡入瞳直徑。 經過縮束系統的激光經過 45°直角反射鏡，二向色鏡將激光透射進入顯微物鏡，同時讓照明光源透過，從而使 CMOS 相機采集到樣品像。空間光調制器位于第一個傅里葉透鏡的焦距處，全息圖與物鏡入瞳是共軛像面，所以全息圖經過顯微物鏡做傅里葉變換后在顯微物鏡焦平面即樣品面上再現期望的光場分布。   特點： 此方案采用的開普勒式縮束系統透鏡間的焦平面與樣品面是共軛的，在透鏡焦平面加入高通濾波器或在空間光調制器上疊加閃耀光柵后，后續光學元件按照一級像排列，從而移去零級光的影響。 加載全息圖后 X-Y 位置可實時調整，快速疊加不同焦距菲涅爾相位圖、閃耀光柵相位圖等； 空間光調制器可供多種語言調用（labview、C、Python 等）；可編程實現不同數目、不同排列的光阱陣列；   配置標準：   序號 配置 規格 序號 配置 規格 1 激光光源 637nm 激光最大功率1w 4 顯微物鏡 PLN100× 油浸   NA 1.25 2 空間光調制器 1920*1080   2π 5 照明光源 波長470nm 功率760mw 3 CMOS相機 1280*1024 60FPS 6 相機筒鏡 f=200mm 等系列其他配置

研究太赫茲寬帶無線通信系統中基于小波包變換的正交多載波 調制、峰均比抑制、信道編碼以及利用壓縮感知和凸優化的新型信道 估計等關鍵技術。構建太赫茲寬帶無線通信系統基帶處理實驗平臺， 用 FPGA 硬件驗證具有上述關鍵技術的基帶系統，并對其性能做出評 估。探索出一種更加適合于太赫茲通信系統的新理論和新方法，不僅 為具有全新通信方式和頻譜管理模式的太赫茲無線通信技術提供新 的解決方案，也能為其它寬帶高速無線通信技術提供有效的方法。

本發明公開了一種基于超材料的太赫茲單譜信號探測器，包括自下而上依次設置的襯底層、N 型砷化鎵層、二氧化硅層與超材料層、歐姆電極和肖特基電極；其中超材料層為具有周期性微納米結構的金屬開環共振單元陣列，金屬開環共振單元陣列包含了一種圖形及其特征尺寸參數，該圖形對于太赫茲電磁波具有完全吸收特性，通過改變金屬開環共振單元的結構和尺寸參數可以調控對應的電磁波吸收頻段，通過改變 N 型砷化鎵的耗盡層寬度可以調控超材料層中金屬開環

D類音頻放大器獨特的開關特性會產生高的di/dt和dv/dt信號且具有較寬的干擾帶寬，這些電壓和電流脈沖會分別在物理和寄生的電路元件中引入大的交流電流，產生傳導和輻射噪聲。針對上述EMI問題，該項成果提出利用線性反饋移位寄存器的偽隨機調制技術來最大幅度地降低EMI，同時針對擴頻電路可能惡化音頻性能的危險，對關鍵子電路和采用多重濾波器的系統環路進行了優化設計。相比傳統的PCB板級優化技術，從發生源出發的電路設計方法對減小電磁干擾、節約板級空間更具有實用價值。 低EMI的全集成D類音頻功放主要指標為： ？ 電源電壓3.6V、負載8Ω，輸出功率400mW時的效率：90％(typ) ？ 電源電壓3.6V、負載8Ω、輸出功率100mW時的效率：82％(typ) ？ 電源電壓5V、負載8Ω、輸出功率1W時的效率：91％(typ) ？ 電源電壓3.6V時的靜態電流：1.5mA(typ) ？ 電源電壓范圍：2.4V ~5.5V ？ PSRR，f＝217KHz：82dB

該項成果提出利用線性反饋移位寄存器的偽隨機調制技術來最大幅度地降低EMI，同時針對擴頻電路可能惡化音頻性能的危險，對關鍵子電路和采用多重濾波器的系統環路進行了優化設計。

一、 項目簡介新型磁功能材料目前主要有超磁致伸縮材料、磁性液體材料、硅鋼材料、電磁流變液、壓電和鐵電材料等，這些材料都具有優異的性能和廣泛的應用前景，為電工及相關行業的發展起到巨大的推動作用。在磁功能材料性能測試方面，測試了硅鋼單片及疊片直流偏磁下的磁化特性和磁致伸縮特性，測試了磁性液體的磁化特性、磁粘特性和表面張力等。在磁功能材料數學建模和求解方面，從材料的應用特性著手，以超磁致伸縮材料、磁性液體、硅鋼材料和電磁流變液為例，考慮機械效應、溫度效應、電場效應、磁場效應等因素，利用能量變分原理建立電-磁-機械耦合模型，編制材料應用特性模型與分析軟件。在磁功能材料應用方面，研究了超磁致伸縮力傳感器、加速度傳感器，研究了磁性液體加速度傳感器、傾斜角傳感器、微壓差傳感器等，研究了磁性液體在物體比重測試技術和減振技術中的應用。二、 技術指標（包括鑒定、知識產權專利、獲獎等情況）在國內外學術期刊和國際會議上發表相關論文100余篇，被三大檢索收錄70余篇。參加相關科研項目16項，其中國家自然科學基金2項，省部級項目11項，技術開發項目1項。授權發明專利2項。三、 高清成果圖片3-4張