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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

毛細凝聚是指在限域空間內的氣體，不必達到過飽和狀態即可發生凝聚從而轉變成液體的現象。毛細凝聚普遍發生于顆粒狀物料和多孔介質中，可極大地改變固液界面處的吸附、潤滑、摩擦和腐蝕等特性。毛細凝聚關聯了宏觀固液界面潤濕和微觀分子間力學作用，是納米限域力學的關鍵科學問題，也是當前介尺度科學的國際前沿熱點。 早在150年前，著名的英國科學家威廉·湯姆森（William Thomson，后來被冊封為開爾文勛爵）從理論上描述了毛細管內彎曲的液氣界面引起的蒸氣壓變化，被稱為開爾文方程，這是固液界面潤濕領域三大經典理論之一。數十年來，研究者致力于研究開爾文方程在納米尺度的適用性問題。然而，在極端限域條件下，通道特征尺寸與水分子大小相當，實驗觀測難度大，經典模型中采用的彎月面曲率、接觸角等概念難以準確定義，給理論分析帶來極大挑戰。 針對該問題，國際合作團隊利用二維材料構筑的納米通道開展了實驗，基于通道壁面變形表征了毛細凝聚。我校王奉超教授研究揭示了固液界面能的尺寸效應，修正了經典的開爾文方程，建立了納米限域毛細凝聚的新理論，對該極限尺度的最新實驗結果及其力學機理進行了合理解釋，闡述了固液界面力學作用在納米/亞納米尺度的毛細凝聚中扮演的重要角色，明確了經典理論方程中重要參數及邊界條件的微觀理解是介尺度固液界面科學研究的核心所在。

項目成果/簡介:毛細凝聚是指在限域空間內的氣體，不必達到過飽和狀態即可發生凝聚從而轉變成液體的現象。毛細凝聚普遍發生于顆粒狀物料和多孔介質中，可極大地改變固液界面處的吸附、潤滑、摩擦和腐蝕等特性。毛細凝聚關聯了宏觀固液界面潤濕和微觀分子間力學作用，是納米限域力學的關鍵科學問題，也是當前介尺度科學的國際前沿熱點。 早在150年前，著名的英國科學家威廉·湯姆森（William Thomson，后來被冊封為開爾文勛爵）從理論上描述了毛細管內彎曲的液氣界面引起的蒸氣壓變化，被稱為開爾文方程，這是固液界面潤濕領域三大經典理論之一。數十年來，研究者致力于研究開爾文方程在納米尺度的適用性問題。然而，在極端限域條件下，通道特征尺寸與水分子大小相當，實驗觀測難度大，經典模型中采用的彎月面曲率、接觸角等概念難以準確定義，給理論分析帶來極大挑戰。 針對該問題，國際合作團隊利用二維材料構筑的納米通道開展了實驗，基于通道壁面變形表征了毛細凝聚。我校王奉超教授研究揭示了固液界面能的尺寸效應，修正了經典的開爾文方程，建立了納米限域毛細凝聚的新理論，對該極限尺度的最新實驗結果及其力學機理進行了合理解釋，闡述了固液界面力學作用在納米/亞納米尺度的毛細凝聚中扮演的重要角色，明確了經典理論方程中重要參數及邊界條件的微觀理解是介尺度固液界面科學研究的核心所在。

本發明公開了一種寬域氧傳感器控制器仿真系統，包括寬域氧傳感器控制器仿真模塊和加熱驅動電路；其中所述寬域氧傳感器控制器仿真模塊由硬件接口、采樣濾波單元、溫度控制單元、泵單元控制單元、數據處理單元和 CAN 通信單元組成，通過所述仿真控制系統完成對由寬域氧傳感器實體發送的實時信號的采集、處理及控制。本發明所提供的半實物仿真系統，降低了寬域氧傳感器控制器初期開發的硬件成本，提供了一個有效的寬域氧傳感器控制器控制算法開發平臺

本發明公開了一種數控系統指令域序列異常數據檢測方法，包 括(1)獲取訓練樣本數據中心線，獲取包絡線比率 r;(2)構造窗寬 N、 臨界長度 X、連續異常點長度和階梯點長度分界線 Y、數據流分析長 度 Z 的經驗公式并根據經驗公式設置相應參數;(3)利用 N 確定滑動窗口長度，利用滑動窗口分割數據流，利用簡單移動平均法或多項式擬 合法獲取滑動窗口數據中心線，包絡線外樣本為當前滑動窗口內判定 的異常點存入 lout

本發明公開了一種基于信道角度域信息的分布式空時預編碼傳輸方法，其關鍵是接收端把通過信道估計得到的信道角度域信息，包括平均入射角、角度擴展和歸一化接收天線距離，反饋給發射端，收到反饋信息后，發射端首先構建出信道的統計信息，包括均值和相關矩陣，然后利用這些信息設計最佳的預編碼矩陣，對預先設計好的空時碼字進行預處理。這種基于信道角度域信息的分布式空時預編碼傳輸方法一方面可以得到更加精確的信道統計信息，另一方面可以進一步減少所需的反饋量。

本發明公開了一種基于指令域分析的數控加工工藝參數動態優 化方法，包括： (1)設置采樣的加工狀態信息和加工程序指令序列信息， 并相應配置形成加工信息動態采集界面；(2)實時采集獲取實際加工數據，并利用正余弦算子對采集的數據進行迭代平滑處理，并提取濾波 處理后信號的特征值； (3)根據當前行加工的 G 指令和/或刀位軌跡類型 在工藝系數數據庫中選擇確定優化系數；(4)利用上述步驟獲取的特征 值以及優化系數，建立優化模型，據此計算當前合理的工藝參數，從 而實現對加工工藝參數的動態優化。本發明的方法以指令域分析為基 礎，可以實現對數控系統工藝參數快速優化，實現與插補周期同步， 最大程度實現數控系統加工質量與效率的提升。