光学论文

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理学院电子科学与技术120131326 刘玉光浅谈光学概论【简介】光学已成为为现代科研的重要内容,传统的光学只研究可见光,现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。

光是一种电磁波,在物理学中,电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述;同时,光具有波粒二象性,需要用量子力学表达。

光学将成为今后光学工程学科的重要发展方向。

【英文译文】Optical has become the important contents for the modern scientific research, the traditional optical only research visible light, and modern optical already expanded to whole wavelength electromagnetic wave of research. Light is an electromagnetic wave, in physics, electromagnetic wave by electrodynamics of maxwell's equations describing, At the same time, the light has wave-particle duality, need to use the quantum mechanics expression. Optical will become future optical engineering discipline of important development direction.【关键词】光学、现代科技、应用、研究、历史、前景【正文】一、光学简介在早期,主要是基于几何光学和波动光学拓宽人的视觉能力,建立了以望远镜、显微镜、照相机、光谱仪和干涉仪等为典型产品的光学仪器工业。

这些技术和工业至今仍然发挥着重要作用。

光学选修课结课论文:高光谱成像系统

光学选修课结课论文:高光谱成像系统

高光谱成像系统人眼是人类认识外部世界的重要器官,它给我们带了很多的方便。

但是,它并非完美。

有些它本身的局限,如它对外部世界的描述相当于一个积分器,是一个整体的感知。

不能够对各波段光的分布情况显示。

现实生活中,我们恰恰需要对某件物品或者某个整体进行光谱分析从而研究其各部分的理化性质。

那么,多光谱成像仪和高光谱成像仪便应运而生。

多光谱成像技术和高光谱成像技术是有较大区别的。

高光谱和多光谱实质上的差别就是:高光谱的波段较多,谱带较窄。

多光谱相对波段较少。

这里就浅显地介绍高光谱成像系统。

高光谱成像技术是基于非常多窄波段的影像数据技术,它将成像技术与光谱技术相结合,探测目标的二维几何空间及一维光谱信息,获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。

所谓高光谱图像就是在光谱维度上进行了细致的分割,不仅仅是传统所谓的黑、白或者R、G、B的区别,而是在光谱维度上也有N个通道,例如:我们可以把400nm-1000nm分为300个通道。

因此,通过高光谱设备获取到的是一个数据立方,不仅有图像的信息,并且在光谱维度上进行展开,结果不仅可以获得图像上每个点的光谱数据,还可以获得任一个谱段的影像信息。

高光谱成像技术是基于非常多窄波段的影像数据技术,它将成像技术与光谱技术相结合,探测目标的二维几何空间及一维光谱信息,获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。

目前高光谱成像技术发展迅速,常见的包括光栅分光、声光可调谐滤波分光、棱镜分光、芯片镀膜等。

下面将分条介绍。

一、光栅分光原理。

在经典物理学中,光波穿过狭缝、小孔或者圆盘之类的障碍物时,不同波长的光会产生不同程度的弯散传播,再通过光栅进行衍射分光,形成一条条谱带。

也就是说:空间中的一维信息通过镜头和狭缝后,不同波长的光按照不同程度的弯散传播,这一维图像上的每个点,再通过光栅进行衍射分光,形成一个谱带,照射到探测器上,探测器上的每个像素位置和强度表征光谱和强度。

一个点对应一个谱段,一条线就对应一个谱面,因此探测器每次成像是空间一条线上的光谱信息,为了获得空间二维图像再通过机械推扫,完成整个平面的图像和光谱数据采集。

光学发展历史论文

光学发展历史论文

光学发展历史论文光学发展历史论文《圣经》里说:要有光!于是有了光。

大地有了一片光明,人间充满无限欢腾。

可是人们有一个极其困惑的问题——光是什么?千百年来,无数学者哲人深深陷入这个问题苦苦思索,这个问题的答案几乎囊括了人类史上最聪明的智慧。

特别是十七世纪后半叶至本世纪初,科学家们争论了长达三百多年的时间,这场富有戏剧性学术大辩论,参与的人数之多,时间之久,辩争之激烈,不但在光学发展史上是绝无仅有的,即使在整个自然科学发展史上也是极为罕见的。

光学作为物理学的最早分支,与古老的力学一样,我国古人对光学的认识和研究都走在了世界的前列。

我国的光学的起源可以追溯到二、三千年前。

战国时代哲学家墨翟所著《墨经》中,有关于小孔成像现象、平面镜、凸面镜、凹面镜等等的叙述。

战国时代哲学家淮南子发明了用以取火的器皿“阳燧”。

宋时期沈括(1031——1095)的名著《梦溪笔谈》中记载了关于凸面镜的成像,以及关于日食、月食的起因和预报。

比墨经大约迟一百多年,在希腊数学家欧几里德(Euclid,公元前330~275年)所著的《光学》一书中,研究了平面镜成象问题,指出反射角等于入射角的反射定律,同时提出了将光当作类似触须的投射学说。

其他希腊哲学家如毕达哥拉斯、德漠克利持、思培多克勒、柏拉图、亚里士多德等也发表了有关光学方面的的理论。

罗马帝国的灭亡(公元475年)大体上标志着黑暗时代的开始,在此之后,欧洲在很长一段时间里科学发展缓慢,光学亦是如此。

许多人都认为罗杰尔培根是第一个近代意义上的科学家。

他似乎已经有了用透镜来改正视觉的想法,并且甚至暗示过把透镜组合起来构成一具望远镜的可能性。

培根对光线穿过透镜的方式也有一些了解。

十七世纪可以称为光学发展史上的转折点。

荷兰的李普塞在1608年发明了第一架望远镜.开普勒于1611年发表了他的著作《折光学》,提出照度定律,还设计了几种新型的望远镜,他还发现当光以小角度入射到界面时,入射角和折射角近似地成正比关系。

(光学专业优秀论文)光学梳状滤波器技术研究

(光学专业优秀论文)光学梳状滤波器技术研究


摘要
波分复用技术(WDM)对于光通信技术的发展起到了巨大的推动作用,以 DWDM技术为核心的光传送网将成为电信网的主要传送平台。在密集波分复用
技术中,随着信道复用密度的提高,一种薪型光器件一一光学梳状滤波器
(Interleaver)应运而生。本文对实现光学梳状滤波器的几种主要技术方案进行 了较为深入的理论分析,对MGTI型光学梳状滤波器进行了实验研究,取得了较 好的结果。 1、分析了MGTI型Interleaver滤波器的基本原理,讨论了输出光谱参数和 设计参数之间的关系,获得了实现矩形化光谱的最佳设计参数;根据DWDM系 统的实际要求,具体给出了信道阳J隔为50GHz的MGTI型Interleaver滤波器设 计参数及其误差分析;从多镜F—P腔光谱特性出发,讨论了G—T腔的特性,进而 分析了MGTI型Interleaver滤波器的色散特性:理论结合实验,分析了Interleaver 滤波器中偏振分光镜偏振效应对器件隔离度的影响。 2、设计了信道间隔为50GHz的MGTI型Interleaver滤波器,获得了该滤波 器的原型器件;实验得到了该器件在c波段两组交错分波的矩形化光谱,其纹 波小于0.1dB,通过对器件时延的测量,间接获得了其色散特性;首次提出MFPI 型不等带宽50GHz的Interleaver滤波器技术方案。 3、分析了PBI型Interleaver滤波器的基本原理,给出了一种PBI型Interleaver 滤波器结构;设计了50GHz光学梳状滤波器,实验得到了该器件两组交错分波 类余弦输出光谱;采用不同光程差的晶体级联方案,实现了输出光谱平顶化。 4、分析了FMZI型Interleaver滤波器的工作原理,其输出光谱曲线为类余 弦函数;采用级联FMZI方案,实现了Interleaver滤波器的光谱平顶光谱输出;最 后,基于偏振光干涉和多光束干涉原理,分析了BGTI型Interleaver滤波器工作 原理,模拟了G.T腔部分反射系数r与输出光谱的关系,获得了50GHz BGTI 型Interleaver滤波器平顶化输出光谱。

光学小论文

光学小论文

光学小论文:数码相机原理照相机从胶片式的到如今的数码相机一直在不断发展走进千家万户,那么这个我们经常使用的光学仪器里有多少光学知识呢。

以前我了解甚少,只隐约知道其中有很多透镜组进行成像,买相机是看着那些眼花缭乱的规格参数也是一头雾水。

这学期刚刚学习了光学,我决定通过查阅一些资料运用一些学过的知识,初步了解一下照相机的内部原理。

(1)小孔成像数码相机在基本成像原理上,与传统的胶片相机乃至相机的老祖宗均属“同宗同源”——它们所遵循的都是“小孔成像”原理。

我们知道,光在同一均匀介质中、不受引力作用干扰的情况下,沿直线传播;因此它在遇到阻隔物上的孔洞时会穿过它,并能在孔后一定距离内的对应平面上投射出一个倒立的实影;只要投影面周围的环境足够暗,影像就能被人眼所观看到。

照相技术的发明者正是利用光的这一的特性与传递原理,以光子为载体,把某一瞬间被摄景物的光信息以能量方式通过设在相机上“孔洞”传递给后方的感光材料。

简单地说,照相机的基本工作原理就是——将景物影像通过光线的各种传播特性准确地聚焦在具有感光能力的成像平面上,通过各种辅助手段控制光线的流量,从而获得符合用户要求的影像画面,最后通过不同的手段保存下来。

在照相机上,“小孔成像”原理中的“小孔”就是大家一定不会感到陌生的“镜头”(其实更精确的描述应该是镜头内的光圈孔),而镜头后方的感光体(感光材料)便是“投影面”。

(2)镜头“小孔成像”只能简单地“留影”,却无法便捷地控制成像大小与清晰度,这个问题可以通过使用可改变光线聚散的“透镜”来解决。

为了获取清晰的成像,早在16世纪欧洲人设计的暗箱上就已经采用了透镜,照相机沿用了这一设计并将其发扬光大。

所以准确地说,照相机所遵循的是——以“小孔成像”为基础的“透镜成像”原理。

相机上安装这类透镜的部分就是我们所说的“镜头”。

随着技术的发展,人们发现改变被摄物体或景象的大小范围与清晰度,可通过在镜头中使用、组合不同规格的透镜并调节其位置来实现,因此镜头结构逐渐变得复杂起来。

光学的基本原理及应用论文

光学的基本原理及应用论文

光学的基本原理及应用1. 光学的基本原理1.1 光的性质•光是一种电磁波,具有波粒二象性。

•光的频率和波长决定了光的能量和颜色。

•光在介质中传播时会发生折射和反射。

1.2 光的传播模型•光的传播遵循直线传播的几何光学模型。

•光的传播速度在真空中为光速,而在介质中会因折射而减速。

•光的传播路径可以由光线进行描述。

1.3 光的干涉与衍射•光的干涉是指光波叠加到一起形成明暗相间的干涉条纹。

•光的衍射是指光波经过一个较小的孔或缝时发生弯曲并散射到周围区域。

2. 光学的应用领域2.1 光纤通信•光纤通信利用光信号在光纤中的传输来实现信息传输。

•光纤通信具有高带宽、低损耗和抗干扰等优点,广泛应用于长距离和高速通信领域。

2.2 光电子学•光电子学是将光和电子技术相结合的学科。

•光电子学应用于摄像机、激光器、光电传感器等领域。

2.3 光学显微镜•光学显微镜利用光学原理对微小物体进行放大观察。

•光学显微镜广泛应用于生物学、医学等领域。

2.4 光刻技术•光刻技术通过对光敏材料进行曝光和显影来制作微纳米级的器件。

•光刻技术在集成电路制造、光学器件制造等领域具有重要应用。

2.5 光学测量技术•光学测量技术通过利用光的干涉、衍射等原理实现对物体形状、位移、表面质量等参数的测量。

•光学测量技术在制造业、精密测量等领域具有广泛应用。

3. 结论光学作为物理学的重要分支,研究了光的性质、传播模型以及干涉、衍射等现象。

在实际应用中,光学在光纤通信、光电子学、显微镜等领域发挥着重要作用。

此外,光刻技术和光学测量技术也是光学的重要应用方向。

通过对光学的研究和应用,我们能更好地理解光的行为和光与物质的相互作用,为科学研究和技术发展提供了重要支持。

以上是光学的基本原理及应用的简要介绍,希望对您有所帮助。

范华焜的光学实验论文

范华焜的光学实验论文

物理与电子科学学院物理实验报告实验名称:分波面法的研究专业:09级物理学姓名:范华焜学号:0908********指导老师:孙卫真老师分波面法的研究双棱镜干涉现象的研究【摘要】:分波面法是我们常常用来研究光波特性的一种方法之一,双棱镜干涉现象是分波面法的一个重要的运用。

在双棱镜干涉现象的实验中,发现干涉条纹的条纹数与双棱镜到缝光源的距离有关,在实验的过程中,发现当双棱镜到缝光源的距离减小时,条纹数的数目也在减少。

【关键词】:条纹数;距离;减小;减少;一、干涉条纹的实验调节在做实验之前,要做的第一件事就是调节缝光源的宽度和双棱镜到缝光源之间的距离。

只有当缝光源的宽度和双棱镜到缝光源的距离适当的时候,通过目测显微镜可以观察到清晰的、明暗相间的条纹。

在实验的时候发现,要很快地能让双棱镜产生清晰的干涉条纹,缝的宽度要适中,太大了,无法产生干涉条纹;太小了,看不清晰;在调节双棱镜的时候,此外还要注意一定要保持双棱镜的竖直。

二、干涉条纹的数目的推导公式我们知道,当两束频率相同、有固定的相位差、在观察的时间内两束光的振动方向大致在一条直线上的两束光叠加形成明暗相间的条纹,这种现象我们把它叫做光的干涉现象。

在本实验中为了得到两束频率相同的光源,我们用到了双棱镜。

如图(一)所示的装置中,当光线照射到双棱镜时,光线会发生折射现象。

沿着折射光线的反向延长线,分别交于点 、 两点。

则 、 成为两束相干涉光的虚光源。

由于这些光都产生于同一个光源,因此这些光的频率都是相同的光,两个虚光源的频率也可以看成是相等的。

这些光波都是横波,在观察的范围内振动的方向都大致在一条直线上,所以完全满足干涉的条件。

本实验的实验装置与杨氏实验的实验有类似的地方,杨氏利用了惠更斯对光的传播所提出的次波的假设解释了这个实验。

他认为波面上的任意一点可以看做是新的振源,由此发出的次波,光的向前传播,就是惠更斯原理。

1s 2s 1s 2s在如下的装置图中进行实验:图(一)为了研究的方便,我们将双棱镜放大如下图所示:(图二)在图(二)所示的光路图中,以BD 所在的面为入射的界面,则A 为入射角,γ为折射角,由折射定律可知:nsinA=sin γ 其中n 为双棱镜的折射率,由几何关系可以得:γ=A+δ。

光学在生活的应用及其原理论文

光学在生活的应用及其原理论文

光学在生活的应用及其原理1. 序言光学是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射和吸收等现象的学科。

它广泛应用于日常生活中的许多领域,包括通信、医学、工业、娱乐等。

本文将介绍光学在生活中的应用及其原理。

2. 光学在通信领域的应用•光纤通信:光纤通信是利用光的全反射原理将信息通过光信号的传输来实现的。

光纤通信具有传输速度快、抗干扰能力强等优点,广泛应用于电话、互联网等领域。

•光子晶体通信:光子晶体是一种具有周期性的介质结构,在光学通信中可以将其作为光波导来传输信息,具有纳米级别的分辨率和高速的传输速度。

3. 光学在医学领域的应用•光学医学成像:光学医学成像是利用光的散射、吸收、透射等特性来实现对人体内部结构和功能的观察。

例如,X光、CT、MRI等技术都是通过光学原理来实现影像的生成。

•激光治疗:激光在医学领域具有广泛的应用,如激光手术刀、激光疗法等。

激光能够通过光散射、吸收等方式对人体进行精确的处理,具有低创伤、无痛苦等优点。

4. 光学在工业领域的应用•激光切割:激光切割是利用激光的高能量密度来对物体进行切割的技术。

激光切割具有精度高、速度快、不产生机械变形等优点,广泛用于金属、塑料等材料的加工。

•光学测量:光学测量是利用光学原理来对物体的尺寸、形状、表面质量等进行精确测量的技术。

例如,光学投影仪、激光测距仪等都是利用光的反射、折射等特性实现测量。

5. 光学在娱乐领域的应用•光学幕布:光学幕布是利用光的反射和散射特性来实现影像显示的技术。

光学幕布能够提高投影仪的显示效果,使影像更加清晰、明亮。

•光学游戏:光学游戏是利用光学原理设计的一类娱乐产品,如光学迷宫、光学拼图等。

通过光的反射、折射等现象,给用户带来视觉上的乐趣和挑战。

6. 结论光学在生活中的应用广泛而多样,从通信到医学,再到工业和娱乐,都离不开光学的原理。

本文对光学在生活中的应用及其原理进行了简要介绍,希望能够增加对光学学科的认识,并激发读者对光学的兴趣。

光学选修课结课论文:高光谱成像系统

光学选修课结课论文:高光谱成像系统

高光谱成像系统人眼是人类认识外部世界的重要器官,它给我们带了很多的方便。

但是,它并非完美。

有些它本身的局限,如它对外部世界的描述相当于一个积分器,是一个整体的感知。

不能够对各波段光的分布情况显示。

现实生活中,我们恰恰需要对某件物品或者某个整体进行光谱分析从而研究其各部分的理化性质。

那么,多光谱成像仪和高光谱成像仪便应运而生。

多光谱成像技术和高光谱成像技术是有较大区别的。

高光谱和多光谱实质上的差别就是:高光谱的波段较多,谱带较窄。

多光谱相对波段较少。

这里就浅显地介绍高光谱成像系统。

高光谱成像技术是基于非常多窄波段的影像数据技术,它将成像技术与光谱技术相结合,探测目标的二维几何空间及一维光谱信息,获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。

所谓高光谱图像就是在光谱维度上进行了细致的分割,不仅仅是传统所谓的黑、白或者R、G、B 的区别,而是在光谱维度上也有N个通道,例如:我们可以把400nm-1000nm分为300个通道。

因此,通过高光谱设备获取到的是一个数据立方,不仅有图像的信息,并且在光谱维度上进行展开,结果不仅可以获得图像上每个点的光谱数据,还可以获得任一个谱段的影像信息。

高光谱成像技术是基于非常多窄波段的影像数据技术,它将成像技术与光谱技术相结合,探测目标的二维几何空间及一维光谱信息,获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。

目前高光谱成像技术发展迅速,常见的包括光栅分光、声光可调谐滤波分光、棱镜分光、芯片镀膜等。

下面将分条介绍。

一、光栅分光原理。

在经典物理学中,光波穿过狭缝、小孔或者圆盘之类的障碍物时,不同波长的光会产生不同程度的弯散传播,再通过光栅进行衍射分光,形成一条条谱带。

也就是说:空间中的一维信息通过镜头和狭缝后,不同波长的光按照不同程度的弯散传播,这一维图像上的每个点,再通过光栅进行衍射分光,形成一个谱带,照射到探测器上,探测器上的每个像素位置和强度表征光谱和强度。

一个点对应一个谱段,一条线就对应一个谱面,因此探测器每次成像是空间一条线上的光谱信息,为了获得空间二维图像再通过机械推扫,完成整个平面的图像和光谱数据采集。

光学论文

光学论文

浅谈光学概论【简介】光学已成为为现代科研的重要内容,传统的光学只研究可见光,现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。

光是一种电磁波,在物理学中,电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述;同时,光具有波粒二象性,需要用量子力学表达。

光学将成为今后光学工程学科的重要发展方向。

【英文译文】Optical has become the important contents for the modern scientific research, the traditional optical only research visible light, and modern optical already expanded to whole wavelength electromagnetic wave of research. Light is an electromagnetic wave, in physics, electromagnetic wave by electrodynamics of maxwell's equations describing, At the same time, the light has wave-particle duality, need to use the quantum mechanics expression. Optical will become future optical engineering discipline of important development direction.【关键词】光学、现代科技、应用、研究、历史、前景【正文】一、光学简介在早期,主要是基于几何光学和波动光学拓宽人的视觉能力,建立了以望远镜、显微镜、照相机、光谱仪和干涉仪等为典型产品的光学仪器工业。

这些技术和工业至今仍然发挥着重要作用。

本世纪中叶,产生了全息术和以傅里叶光学为基础的光学信息处理的理论和技术。

光学的波动原理及应用论文

光学的波动原理及应用论文

光学的波动原理及应用1. 引言光学是研究光的传播和相互作用的科学领域。

在光学中,波动原理是一个重要的基础原理,它能够解释光的行为和现象。

本文将介绍光学中的波动原理及其应用。

2. 光的波动原理光的波动原理是指光的传播和干涉现象可以通过波动理论来解释。

根据波动理论,光可以被看作是电磁波,具有波长、频率和振幅等特性。

光的波动性可以解释很多现象,如光的干涉、衍射和折射等。

3. 光的干涉现象3.1 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉是光的波动性的经典实验之一。

通过在一束单色光照射下,在一块屏上开两个细缝,可以观察到干涉条纹的现象。

这说明光是波动的,并且具有干涉性质。

3.2 薄膜干涉薄膜干涉是一种常见的光学现象,例如油膜的彩色条纹和肥皂泡的颜色。

在薄膜上反射和透射的光会发生干涉,从而产生明暗条纹和彩色效果。

这种现象可以解释为光的波动性导致的干涉效应。

4. 光的衍射现象光的衍射是指光通过障碍物或边缘时发生的偏折现象。

衍射实验证明了光的波动性。

例如,当一束光通过一个窄缝时,会发生弯曲和扩散,从而在屏幕上形成衍射图案。

这种现象可以用波动原理解释。

5. 光的折射现象光的折射是指光在介质界面上发生偏折的现象。

根据光的波动性,折射现象可以通过光的波长和介质的折射率来解释。

根据斯涅尔定律,入射角和折射角之间存在一定关系。

这种现象在实际生活中有广泛的应用,例如眼镜的折射和棱镜的使用等。

6. 光学应用光学的波动原理及其应用在许多领域中起着关键作用。

以下是光学应用的一些示例: - 光纤通信:光纤通信是一种利用光的波动性传输信息的技术。

通过将信息转换为光的脉冲信号,可以在光纤中传输并远距离传送数据。

- 激光技术:激光是一种高度准直、单色性好的光束。

激光技术在医学、通信、制造业等领域有广泛的应用,例如激光手术、激光打印和激光切割等。

- 光学显微镜:光学显微镜利用光的波动性和成像原理观察微观结构和生物样品。

它在生物学、医学和材料科学等领域中起着重要作用。

应用光学小论文:孔径光阑和视场光阑

应用光学小论文:孔径光阑和视场光阑

孔径光阑和视场光阑一、内容摘要光阑及其有关概念在几何光学中占有一定的地位, 对其进行研究有其现实意义和理论价值, 通过对孔径光阑、视场光阑的各自的概念、特点、判定方法以及两种光阑的比较, 进一步了解这两种光阑。

二、关键词光学系统、孔径光阑、视场光阑三、引言由于光学系统对光束限制的要求多种多样,因此产生了许多不同种类、不同性质的光阑,按照光阑所起的作用不同,大体上可分为孔径光阑、视场光阑、渐晕光阑及消光光阑。

一般的光学系统都会有一个孔径光阑和一个视场光阑。

四、概念(一)孔径光阑在光学系统中,描述成像光束大小的参量为孔径,当物体在有限远时其孔径的大小用孔径角U表示,若物体在无限远时孔径的大小用孔径高度h来加以表示。

我们称光学系统中限制轴上物电成像光束大小的光阑为孔径光阑,该光阑实际上限制的是成像光束立体角的大小。

如果在子午面内(轴外点与光轴所构成的平面)进行分析,孔径光阑决定了轴上点发出的最大孔径角U的大小,例如,人眼的瞳孔就是孔径光阑。

(二)视场光阑视场通常描述的是成像光学系统物、像平面上(或物、像空间中)成像范围。

在光学系统中一般将安置在物平面或者像平面上用以限制成像范围的光阑成为视场光阑,它可能是光学系统中的某个或者某组透镜边框,也可能是专设的光孔。

例如,测量显微镜的分划板、照相机的底片边框都起到视场光阑的作用,其形状多为圆形、矩形或方形。

五、特点(一)孔径光阑1、孔径光阑的位置不同,但都起到了对轴上物点成像光束宽度的限制作用;只需相应的改变光阑大小,即可保证轴上物点成像光束的孔径角不变。

2、孔径光阑的位置不同,则对应于选择轴外物点发出光束的不同部分参与成像。

3.入射光瞳与出射光瞳(Entrance and Exit pupils)孔径光阑可能位于系统前面,也可能位于后面,还可能位于中间。

为方便讨论系统物像方光束限制的具体情况,我们定义:●入射光瞳:孔径光阑经其前面光学系统所成的像,主要限制系统物方空间中物点发出光束的孔径角。

大学生光学论文

大学生光学论文

大学生光学论文光学是一门研究光的性质、传播规律以及与物质之间相互作用的学科。

在现代科技的发展中,光学的应用越来越广泛,尤其在通信、光电子技术、生物医学等领域有着重要的地位。

作为大学生,撰写一篇光学领域的论文是一项具有挑战性和意义重大的任务。

引言光学是一个博大精深的学科,它贯穿了自然科学和技术应用领域。

光学的研究内容涵盖了光的发射、传播、吸收、散射、折射等基本现象,以及光的波动性、粒子性、干涉、衍射等高级理论。

大学生光学论文的撰写不仅需要对光学知识有深入的理解,还需要具备扎实的科学研究能力和较高的写作水平。

光学领域的研究进展本节介绍光学领域的研究进展。

首先,介绍近年来在光学器件方面的研究成果,如光纤通信技术中的高速光调制器、光放大器等。

其次,介绍在光学成像领域的进展,包括超分辨率显微镜、全息成像等。

最后,对几种新兴光学技术,如光热转换、光传感等进行介绍。

光学应用的前景与挑战本节主要探讨光学应用的前景与挑战。

随着光学技术的快速发展,其在各个领域的应用也得到了广泛关注。

在通信领域,光纤通信已成为国际间信息传输的主要方式,但仍然面临着传输距离、功率损耗等方面的挑战。

在生物医学领域,光学成像技术的应用为疾病的早期诊断和治疗提供了新的思路和手段,但在图像清晰度、深度成像等方面仍然需要进一步改善。

光学实验设计与结果分析本节从实验设计和结果分析两个方面进行讨论。

在实验设计方面,我们可以选择一个与光学相关的实验项目,如干涉实验、衍射实验等,并设计合理的实验方案。

在结果分析方面,我们可以从实验数据出发,对数据进行处理和分析,得出科学结论,并与相关研究成果进行对比,以验证实验结果的可靠性和科学性。

结论对于大学生光学论文的撰写来说,需要深入理解光学学科的基本概念和理论,并能将其应用到具体的研究和实验中。

同时,也需要具备扎实的科学研究能力和较高的写作水平。

通过撰写光学论文,大学生能够更好地学习和掌握光学知识,培养科学精神和创新思维,提高科学研究能力和学术写作水平,为今后的学术研究和职业发展打下坚实基础。

科技小论文 光学在生活中的应用

科技小论文  光学在生活中的应用

光学在生活中的应用科学思维方式物理是一门历史悠久的自然学科,物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。

从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。

随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域。

例如,光是找找汽车中的光学知识就有以下几点:1.汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。

2.汽车头灯里的反射镜是一个凹镜它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。

3.汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。

根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。

在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。

透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全。

4.轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。

要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。

由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔。

5.除大型客车外,绝大多数汽车的前窗都是倾斜的当汽车的前窗玻璃倾斜时,车内乘客经玻璃反射成的像在国的前上方,而路上的行人是不可能出现在上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。

大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,即使前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度,所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。

光学原理在生活中的应用论文

光学原理在生活中的应用论文

光学原理在生活中的应用1. 光学原理简介光学原理是研究光的性质和行为的科学,它涉及到光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象。

光学原理在生活中有许多实际应用,下面将介绍其中几个常见的应用。

2. 光学原理在光学仪器中的应用光学仪器是利用光学原理设计和制造的仪器,常见的光学仪器包括显微镜、望远镜、摄影机、相机等。

它们的工作原理都基于光的折射、反射和干涉现象。

•显微镜:显微镜利用透镜和物镜对光进行聚焦,使得细小的物体放大成可见的图像。

光学原理中的放大倍数和像的清晰度都对显微镜的性能起到重要影响。

•望远镜:望远镜利用凸透镜或凹透镜对远处的物体进行放大观察。

光学原理中的焦距和物距关系决定了望远镜的放大倍数。

•摄影机:摄影机通过透镜对景物进行成像,然后通过光敏元件(如胶片或CCD)转化为电信号,形成照片或影像。

光学原理中的光圈和快门速度等参数决定了照片的曝光和清晰度。

3. 光学原理在光纤通信中的应用光纤通信是一种利用光的传输来实现通信的技术。

它基于光的折射原理,通过光纤传输信号,具有高带宽、低损耗和抗干扰等优点。

•光纤:光纤是一种能够将光信号传输的纤维,它利用光的全反射现象将光束从一端传输到另一端。

光纤的材料和结构决定了光信号的传输质量。

•光纤放大器:光纤放大器是一种能够放大光信号的装置,它利用掺杂有放大介质的光纤实现信号放大。

光纤放大器在光纤通信系统中起到增加传输距离和增强信号质量的作用。

4. 光学原理在显影技术中的应用显影技术是将感光材料上的暗像转化为可见影像的技术,它基于光的照射和化学反应。

•底片显影:在传统的胶片摄影中,底片显影是将感光剂上的暗像素转化为可见的照片。

底片显影利用了光的照射和化学反应的原理,将暗像素的银盐颗粒还原成可见的银片。

•数码相机:数码相机利用光敏器件(如CCD)将光信号转化为电信号,然后通过数码处理将电信号转化为可见的照片或影像。

光学原理中的感光元件和图像传感器是数码相机实现影像采集和处理的重要组成部分。

光学论文--折反射望远镜

光学论文--折反射望远镜

折反射望远镜构造望远镜的发展经历了约400年的时间,现在它已在科学研究和生活的方方面面发挥着重要的作用。

1608年荷兰人汉斯·利伯希发明了第一部望远镜。

随之而来的是折射望远镜、反射望远镜和折反射式望远镜的相继产生。

德国人史密特首先于1938年制作了第一部折反射式望远镜。

折反射望远镜系统的特点是便于校正轴外像差。

以球面镜为基础,加入适当的折射元件,用以校正球差,得以取得良好的光学质量。

由于折反射望远镜具有视场大、光力强等特点,适合于观测延伸(彗星、星系、弥散星云等)天体,并可进行巡天观测,较适合天文爱好者使用。

本文通过探究折反射式望远镜的构造、阐明其光学结构原理从而加强折反射望远镜在啊日常生活的中应用,为今后的技术创新提供助力。

关键词:望远镜;凸透镜;凹透镜;折射式;反射式;折反射式0. 引言望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器,能把远物很小的张角按一定倍率放大,使之在像空间具有较大的张角,使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。

望远镜可大致分为折射望远镜、反射望远镜和折反射式望远镜三种.应用最广泛的有施密特望远镜(美国Meade 12”LX200SC),施密特—卡塞格林系统(南京天仪中心的KP300S),马克苏托夫与马克苏托夫—卡塞格林望远镜(南京御夫天文科教仪器厂生产的Φ160mm等系列)四种类型。

1.折反射式望远镜1.1.折、反射式望远镜的基本光学原理天文望远镜由物镜和目镜组成,接近景物的凸形透镜或凹形反射镜叫做物镜,靠近眼睛那块叫做目镜。

远景物的光源视作平行光,根据光学原理,平行光经过透镜或球面凹形反射镜便会聚焦在一点上,这就是焦点。

焦点与物镜距离就是焦距。

再利用一块比物镜焦距短的凸透镜或目镜就可以把成像放大,这时观察者觉得远处景物被拉近,看得特别清楚。

O=物镜 E=目镜 f =焦点 fo=物镜焦距 fe=目镜焦距 D=物镜口径 d =斜镜折射镜是由一组透镜组成,反射式则包括一块镀了反光金属面的凹形球面镜和把光源作90 °反射的平面镜。

初中物理光学论文800字

初中物理光学论文800字

初中物理光学论文800字TAGS:初中有关紫外线皮肤细胞波长发生黑色地区人如题,关于声、光、电、热的各一篇,谢谢为什么紫外线可以杀菌紫外线是一种肉眼看不见的光波,存在于光谱紫外线端的外侧,故称之为紫外线,依据不同的波长范围,被割分为a、b、c三种波段,其中的c波段紫外线波长在240一260nm 之间,为最有效的杀菌波段,波段中之波长最强点是253.7nm。

现代紫外线消毒技术是基于现代防疫学、光学、生物学和物理化学的基础上,利用特殊设计的高效率,高强度和长寿命的c波段紫外光发生装置,产生的强紫外c光照射水、空气、物体表面,当水、空气、物体表面中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其它病原体受到一定剂量的紫外c光辐射后,其细胞中的dna结构受到破坏,从而在不使用任何化学药物的情况下杀灭细菌、病毒,以及其它致病体,达到消毒和净化的目的。

为什么要防紫外线近年来,由于大量的氟利昂等含卤素化合物滞留在地球上空,被紫外线分解形成活性氯,进而与臭氧发生连锁化学反应,使臭氧层遭到破坏,使短波紫外线有可能到达地面。

紫外线对人体长期照射,会给人体带来各种不同程度的伤害,如使白内障的病人人数增加、人的免疫功能下降、阻碍植物和海水动物的成长发育等等,为此人们开发了一种防紫外线穿透的纤维,俗称:“防紫外线纤维”,用这种纤维织造出的面料具有防紫外线效果,该面料对夏天野外作业时间长的人员,如军人、交通警察、地质人员、建筑工人等等穿上这种面料制成的衣物,就可以防紫外线穿透。

用防紫外线纤维制作的汽车内装饰布可减轻褪色,延长因紫外线照射而引起老化的时间。

紫外线的危害人们知道,紫外线直接照射皮肤,除有杀菌作用外,还具有调整和改善神经、内分泌、消化、循环、呼吸、血液、免疫系统以及促进维生素D生成的功能。

但是,近年来人们逐渐认识到,过量的紫外线引起光化学反应,可使人体机能发生一系列变化,尤其是对人体的皮肤、眼睛以及免疫系统等造成危害。

近年来在美国、加拿大、澳大利亚等国及我国一些城市,已开始发布紫外线指数预报,以提醒公众采取相应的防护措施。

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光学设计性试验《光盘性质的研究》学院:物理学院专业:物理学指导老师:李金环姓名:陈哲学号:1221410007光盘性质的研究【摘要】CD光盘上的信息是通过压制在光盘上的细小坑点来贮存的,并由这些不同时间长度的细小坑点和坑点之间的平台组成了由里向外分布的螺旋光道.当激光光斑扫描这些坑点组成的光道时,就读出了存储的信息。

光盘盘片光道间距为0.74μm,.并且其最小记录点长度为0.4μm,如此小的光道间隔密度和光栅的光栅常量的数量级相当,因此光盘在激光的照射下会像反射光栅一样发生光栅衍射现象。

当我们把衍射光斑记录在光屏上,我们就可以根据光的衍射计算出光栅常量b,从而可以计算出光盘的周期。

【关键词】光道反射光栅衍射现像光盘周期光盘厚度【实验目的】(一)了解光盘CD,VCD,DVD的构成及光学性质;(二)学会解释出现的光学现象;【实验要求】(一)设计实验方案,推导出实验的原理和公式,画出光路图;(二)使用多种方法进行测量;(三)光盘的刻线走向及刻线密度。

【实验仪器】激光器,废旧光盘三个、没有刻录过的光盘三个、自己制作的可以记录具体位置的光屏一个,光聚座一个,分光计一个。

【实验原理】1光盘的结构光盘的物理构造:CD光盘上记录的信息最小单元是比特(bit)。

在聚碳酸脂材料上用凹痕和凸痕的形式记录二进制“0”和“1”,然后覆上一层薄铝反射层,最后再覆上一层透明胶膜保护层,并在保护层的一面印上标记。

我们通常称光盘的两面分别为数据面和标记面。

目前通常用的光盘直径为12cm,厚度约为1mm,中心孔直径为15mm,重约14--18g。

光盘由透明塑料PCC聚碳酸酷基片做成,由衬底层、反射层及保护层和最上面的商标层组成。

光盘的信息是通过激光反射原理从信息面通过透明塑料来读取的。

图1 光盘的基本结构在反射层中有四凸坑来表示的信息,当激光头的激光束照射这些凹凸坑时,产生强弱不同的反射光,再将这些反射光变为大小不同的电流,经解码电路还原成信号。

光盘的信息坑长为0.9-3.2μm,信息坑宽为0.5μm,信息坑深为0.11μm,信息纹迹间距为1.6μm。

2.光盘的读取原理光盘的原理是:光盘能以二进制数据(由“0”和“1”组成的数据模式)的形式存储文件和音乐信息。

要在光盘上存储数据,首先必须借助电脑将数据转换成二进制,然后用激光将数据模式灼刻在扁平的、具有反射能力的盘片上。

激光在盘片上刻出的小坑代表“1”,空白处代表“0”。

.在从光盘上读取数据的时候,定向光束(激光)在光盘的表面上迅速移动。

从光盘上读取数据的电脑或激光唱机,观察激光经过的每一个点,以确定它是否反射激光,如果它不反射激光(那里有一个小坑),那么电脑就知道它代表一个“1”,如果激光被反射回来,电脑就知道这个点是一个“0”,然后,这些成千上万、或者数以百万计的“1”和“0”又被电脑或激光唱机恢复成音乐、文件或程序。

3.实验理论基础CD光盘上的信息是通过压制在光盘上的细小坑点来贮存的,并由这些不同时间长度的细小坑点和坑点之间的平台组成了由里向外分布的螺旋光道.当激光光斑扫描这些坑点组成的光道时,就读出了存储的信息.CD光盘的2个相邻螺旋光道间的间距约为1.6μm,.相当于160000T.PI(.每英寸轨道数)的道密度,并且其最小记录点长度为0.83μm而4.7GB容量的DVD.光盘盘片光道间距为0.74μm,.并且其最小记录点长度为0.4μm,.如图2所示如此小的光道间隔密度和光栅的光栅常量的数量级相当,因此光盘在激光的照射下会像反射光栅一样发生光栅衍射现像。

图2.CD.与DVD.记录点大小与轨道间距比较对于信息坑呈螺旋型轨迹分布的光盘而言,由于在径向方向上光道间隔和光栅的光栅常量的量级相当,.在垂直于径向方向上信息坑和坑间的平台也近似等效于光栅结构,.所以光盘的衍射光强分布近似为正交形分布(.仅对垂直入射而言)当激光束垂直于光盘面入射时满足的光栅方程为: d 1*sin θ=k 1λ, d 2*sin ψ=k 2λ(1)其中,d 1为径向的等效光栅常量,d 2为垂直于径向的等效光栅常量,θ为径向的衍射角,ψ为垂直于径向的衍射角,k 1为径向的衍射级次,k 2为垂直于径向的衍射级次.实验测量装置原理如图2.所示He-Ni 激光器发出的激光束穿过坐标纸的中心小孔后垂直地照射在光盘的中垂线,且零级条纹也穿过坐标纸的中心小孔这样做可使得光盘面、坐标纸同时垂直于激光器发出的激光束,并使光盘衍射产生的条纹对称地分布于坐标纸上此外,光盘垂直地放置在分光计的载物台上,其调节方法与分光计的调节及棱镜角的测定0的方法相同. 由图2.可知, sin θ=OA/PA=OA/)(22OP OAsin ψ=OC/PC=OC/)(22OP OC +(2) 根据d*sin θ=k*λ可以得到图3.激光束垂直照射光盘的中垂线时的实验装置原理图由(2)可知,只要知道波长λ,衍射级次k 、OA 、PO 、OC 的值就可以计算出光栅常量d 的值.实验时发现CD 光盘的k=0,1,2和DVD 光盘的k=0,1时衍射级次较易测量. 【实验内容及实验的步骤】1.按照下图的顺序摆放实验仪器,在调节的过程中尽量的使0级条纹和光闸重,这样做的目的是入射光和光盘的平面是垂直的,保证了光是垂直入射的;2.在观察CD 衍射现象时,记录0、1、2条纹的位置,在观察DVD 的时候记录0、1级条纹的位置;3.在实验的过程中出现了迈克尔干涉的现象,利用分光计的刻度盘,研究光盘的在转动一定角度的时候,是否是前后面的干涉产生的这种现象; 【实验结果及数据处理】1.CD 光盘的实验结果(由已知条件可知,激光的波长λ=633nm)2.DVD的实验数据3.研究未刻录过的DVD光盘上产生的干涉圆环现象的实验结果记录圆环冒出N=20时圆环转过的角度4.研究刻录过的DVD 光盘上产生的干涉圆环现象的实验结果 记录圆环冒出N=20时圆环转过的角度数据处理分析1.由表一和表二分析可得,CD 光盘的刻线的密度分别为1b =6 (6)21b b b +++=938.04nm=0.93804μm ,DVD 光盘的刻线密度为2b =6 (6)21b b b +++=664.677nm=0.664677μm ,通过比较CD 光盘和DVD 光盘我们发现DVD 的刻线密度明显大于CD 的密度,这也就是说DVD 的储存信息的能力变强了,其储存的空间变大了。

2.分析光盘上因为转过一定的角度出现的迈克尔干涉的现象,′ 前后表面的干涉现象是等厚干涉产生的光程差Δ=2d(icos 1-1); 衍射方程为Δ=N*λ/2; 未刻录过的光盘θ1=4°38′; 刻录过的光盘θ2=7°19.3′; 未刻录过的光盘的厚度d1=0.973cm 刻录过的光盘的厚度d2=0.385cm分光计为旋转轴的过程中,由于光盘的前后表面有干涉的现象,所以我们在研究该过程中是探索的方法去研究的。

假设光盘产生的前后表面的干涉现象是等厚干涉产生的光程差Δ=2d(icos 1-1),同时我们可以知道一级衍射方程为Δ=N*λ/2,由实验结果可知未刻录过的DVD旋转的角度为θ1=4°38′,刻录过的DVD光盘旋转的为角度θ2=7°19.3′。

对以上的实验数据进行处理未刻录过的光盘d1=0.973cm,刻录过的光盘的厚度d2=0.385cm.由实验的结果可知我们判断出光盘上产生的环状的干涉条纹是由于光盘的前后表面的干涉所产生的现象,因为我们假设是由于光盘的前后表面的干涉产生的,在旋转光盘的过程中,光程差不断的变化从而发生了等倾干涉。

从我们的实验结果分析可以看出我们的实验假设是成立的,因为标准的厚度是1-1.2cm左右,由于我们的实验存在误差,所以我们的实验结果在数量级上是正确的,并且我们的实验数据也是十分的接近标准的厚度,所以我们的假设正确。

3.实验误差分析(1).激光束不能严格照射在光盘的某中垂线上确保激光束严格照射在光盘的某个直径上的方法是:使得坐标纸上的O,A和AC,B和BC五个点在同一条竖线上实验发现,当入射光偏离直径方向入射时,即斜入射光盘时,衍射点A与Ac和B与BC虽然呈对称分布,但是O,A及AC,B及BC并不是严格在同一直线上,如图3.所示,这与光道并非直线形光栅有关研究该5点满足的轨迹方程有助于研究光驱中光学头的精确定位技术(a)入射点偏左(b)入射点偏右图3.O,A,Ac,B和BC衍射分布注意:在图3.中仅画出了与dl对应的衍射分布,实际上O,A,AC,B和BC五个点还有垂直于切线的衍射分布,如图4.中的A点和B点,其他点也有类似的现象[4]实验中还发现在O处的x方向上相邻的3个级次点的位置有奇特的现象:当光盘绕着载物台的中心旋转时,x3将向O点靠近,并且会和x2重合,继续绕同一方向旋转时又会和x1重合,继续旋转衍射级重合点又会分离.该现象产生的原因和规律有待于进一步研究.图4.A点和B点处的衍射分布;(2)在探究光盘上因为旋转而产生的干涉光环时,分光计没有严格的水平放置,所以在测量的角度上存在着一定的误差;(3)O,A,AC,B 和BC 五个点不对称分布于坐标纸上减小该误差的方法是使从光盘衍射的零级光也穿过坐标纸的中心小孔;(4)计算光盘的存储容量时的最大误差来源是d 1的值由于光盘存储的信息/00和/10通常的分布不是对称的,如/01000110111111010110,所以的值会因激光照射的位置变化可能有较大的变化,这就给估算光盘的存储容量带来了较大误差其解决方法是对同一半径上不同的点和不同半径上的点采取多次测量,剔除最大值和最小值后再取均值.(5)由于实验的全部结果都是没有严格水平状态,,其次是读数的过程和计算中的四舍五入,所以读数存在误差。

【参考文献】(1)《中国科学报》第28 卷 第1 期2008年1月《光盘等效光栅常量和存储容量的测量》黄振永,林学春,赖康, 张炫辉,石友彬;(2)《中国激光》第13卷第10期《光盘衍射特性的研究—严格模式法》阮玉,周治平;(3)《大学物理实验》第24卷第4期《试析光盘道间距测量中光栅方程的适用条件》北方工业大学,李灵杰;(4)《大学物理》第30卷第7期《测量光盘物理参数的综合性实验设计》北京理工大学,张楠,李林,史庆藩。

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