哈工大光电技术基础及应用大作业
哈工大工程光学大作业_一种长焦距远摄物镜光学结构介绍
工程光学大作业一种长焦距远摄物镜光学结构介绍二零一二年六月摘要大口径长焦距远摄物镜光学结构，折反射主镜(2)位于反射主镜(3)前端，其特点是：在折反射主镜(2)的前端还设置有一分离式的，至少一面为曲面的修正透镜(1)。
本实用新型可使光学仪器短镜身、口径大、焦距长、并可采用普通光学材料制成反射镜、其镜面形状均为球形，极易于生产加工，具有低球差、低彗差、高分辨率的成像质量。
关键词：远摄镜头；光学系统；复消色差一种长焦距远摄物镜光学结构简介绍一、相关领域研究背景二十世纪电子工业的发展达到了一个新的高峰，光的特质性越来越体现其运用的广泛性。
光电结合的产品一数码相机、激光设备等正在不断的发展和完善，现代光学在国防、航天等各个方面如激光信息元件、光电子应用领域已非常很广泛。
光电子信息处理产品包括数码照相机、照相手机、扫描仪、激光读取头、多媒体投影仪、投影电视、网络摄像头等，光学在电子领域的运用已经不断的冲击传统光学领域每一种产品，如何将光学传统产业如照相机、望远镜等合理的与现代光电子学进行接洽、融合是传统光学设计的一大难点。
二、具体光学结构介绍本文所介绍的物镜由折反射主镜、反射主镜、转向机构和镜头简体组成，折反射主镜位于反射主镜前端，其特征是：在折反射主镜的前端还设置有一分离式的，至少一面为曲面的修正透镜；修正透镜所具有的曲面均为球面；修正透镜既可以是一面为凸球面一面为凹球面，也可以是一面为平面一面为凸球面。
本物镜的修正透镜与折反射主镜有效口径D 一致，其有效口径D 范围为60—300ram,其中优选相对口径为D ／F ：1／6～1／10；本实用新型修正透镜与折反射主镜的间隔距离为，t H H L R R ++=32。
该公式中，2222)2/(2D R R H R --=，2233)2/(3D R R H R --=，;50~0mm t =其中：2R 为修正透镜的第二面半径，R3为折反射主镜的第一面的半径，2R H 为2R 面的弧高，3R H 为3R 面的弧高， D 为修正透镜的有效口径，t 为间隔的最合理变化区域。
哈工大-测试技术大作业一-三角波
一、设计题目二、求解信号的幅频谱和相频谱三角波的信号数学表达式为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<-<<-=4/34/,4244/,4)(000000T t T t T A A T t T t T At x其傅里叶级数展开式为)5sin 2513sin 91(sin 8)(0002⋯++-=t t t At x ωωωπ 由此可以写出其信号的幅频谱图和相频谱图： 1.单边谱幅频谱函数⋯==,5,3,1,822n n AA n π相频谱函数⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋯=-⋯==,11,7,3,2,9,5,1,2n n n ππϕ 幅频谱、相频谱图如下所示：2.双边谱信号的傅里叶级数的复指数展开为：])(31[4)(00002322222⋯++-+=----t j j tj j tj jtj je e e e ee eeAt x ωπωπωπωππ则2222142121nA A b a C n n n n ⋅==+=π nnn a b arctan-=ϕ 可以画出幅频谱及相频谱如下图所示：三、画出系统H(s)的Bode 图 1.一阶系统使用MATLAB 程序，输入： num=[1];den=[0.01,1]; bode(num,den);得一阶系统的Bode 图如下：2.二阶系统取n ω=150rad/s ，ζ=0.5，在MATLAB 程序，输入：num=[6000]; den=[1,150,22500];bode(num,den);得二阶系统的Bode 图如下：四、分析输出信号 1.一阶系统对于该输入信号可以根据其傅里叶级数对每一项单独的计算系统输出响应，然后相加即可。
)5sin 2513sin 91(sin 8)(0002⋯++-=t t t A t x ωωωπ取t A t x 021sin 8)(ωπ=，将其输入至一阶系统101.01)(+=s s H ，可得：)]01.0arctan(sin[)01.0(18)()(002221ωωωπ-+==t At x t y o]5729.0sin[5654.810︒-=t同理将t A t x 0233sin 98)(ωπ-=、t At x 0255sin 258)(ωπ=…代入，将各项响应相加即可求解输出该信号对一阶系统的响应。
哈工大 测试技术与仪器 大作业二
一、作业题目如图所示工件为一个箱体，体积较大，不适合于搬动，箱体上有法兰盘需要与外管路连接，连接后需要密封，A处为密封用的环槽，槽内放置o形密封圈，现在要现场测量密封槽的深度尺寸8mm，要求在圆周方向上深度一致性公差在0.1mm之内。
作业要求（1）学生选题可以多人选一题，但是要求独立完成作业内容。
同一测量对象，可以有多种测量方法，可以用不同传感器。
（2）根据被测物理量选用适合的传感器系列；例如尺寸量测量传感器，电阻应变式传感器，电感式传感器，电容传感器，磁电传感器、CCD图像传感器等等。
（3）分析所给任务的测量精度，并根据精度指标初选适合该精度的传感器系列；测量精度一般根据被测量的公差带利用的是误差不等式来确定，例如公差带达到10μm时测量精度一般应达到公差带的1/5，即小于2μm。
满足此精度的传感器有电阻应变式传感器，电感式传感器等，但考虑精度的同时还要考虑量程等其它方面的因素，参考第3章传感器的选用原则一节。
（4）测量方法是确定成败的，好的测量方法可以充分发挥传感器的性能。
学生要根据被测量的特点及题目要求，综合考虑测量方便，适合于批量测量的特点，确定合理的测量方案，并画出测量方案简图，可以配必要的文字说明。
二、传感器选择考虑到公差小于0.1mm，测量精度应达到公差带的五分之一，即测量精度应小于20μm。
由于电位器式传感器的分辨力为0.025-0.05mm，不满足要求，可选用差动变压器式电感传感器，其精确度高达0.1μm，线性范围大，稳定度好，使用方便，被广泛应用于直线位移的测量。
三、测量方案由于工件较大，不适合搬动，可设计专用量具。
该结构有以下优点：1.一次测量可以获得均匀分布的三点的槽深，旋转一定角度即可再测得另外三点的槽深，多次测量即可获得足够多位置的槽深。
2.采用差动式测量，用两传感器测量结果之差来计算槽深，可减少误差。
3.量具的直径和工件环槽的直径相同，方便工人使用，可减少随机误差。
哈工大电大数字电子技术基础大作业
哈工大电大数字电子技术基础大作业
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
数字电子技术基础大作业
课程名称：数字电子技术基础
设计题目：血型与状态机
院系：
班级：
设计者：
学号：
哈尔滨工业大学
血型逻辑电路设计
一实验目的
1.掌握采用可编程逻辑器件实现数字电路与系统
的方法。
2.掌握采用Xilinx_ISE软件开发可编程逻辑器件
的过程。
3.学会设计血型能否输血的数字电路。
4.掌握Verilog HDL描述数字逻辑电路与系统的方
法。
二设计要求
1.采用BASYS2开发板开关，LED，数码管等制作验
证能否输血的电路。
2.采用Xilinx_ISE软件进行编程、仿真与下载设
计到BASYS2开发板。
三电路图
1.电路模块图（简化）
应用：
2.内部电路组成（简化）。
哈工大模电大作业
解决方法：检查计算过程，确保每个步骤都正确无误，可以使用计 算器辅助计算
解决方法：按照实验指导书要求进行操作，注意安全，遵循实验步 骤
解决方法：参考教师提供的模版，按照要求撰写报告，注意排版和 格式
提高效率和准确性的技巧
制定详细计划，合理分配时间 熟练掌握基础知识，避免因基础知识不扎实导致错误 仔细审题，明确题目要求和注意事项 多做练习，提高解题能力和技巧
完成作业是学生对自己学习成果 的检验和提高，也是对教师教学 质量的反馈。
作业要求和时间安排
作业要求：根据教学大纲，完成模电大作业，包括理论分析和实验操作两部分
时间安排：作业布置时间为课程结业前一周，完成时间为结业前三天
作业内容
02
作业题目和任务
题目：哈工大模电大作业
任务：完成模电实验报告， 包括实验原理、实验步骤、 数据记录与分析等内容
作业成果评价
04
评价标准和方式
评价标准：作业 完成度、技术难 度、创新性、实 用性
评价方式：教师 评分、同学互评、 自我评价
评价过程：制定 评价标准、作业 提交、评价结果 反馈
评价结果应用： 作为课程成绩的 依据，促进教学 改进
作业成果展示和交流
学生在课堂上进行作业成果 的讲解和交流，提高表达能 力
对未来学习和发展的建议和展望
深入学习模电知识，掌握更多实际应用技能 拓展学习领域，了解相关学科的前沿动态 加强实践操作能力，提高实验技能水平 积极参与学术交流和项目合作，拓宽视野和思路
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哈工大 光机系统设计 双胶合透镜 实验报告
哈工大光机系统设计双胶合透镜实验报告哈工大光机系统设计双胶合透镜实验报告哈尔滨工业大学实验报告Harbin Institute of Technology 实验报告课程名称：光机系统设计实验名称：双胶合消色差物镜设计院系：电气及自动化与控制系班级：姓名：学号：哈尔滨工业大学1，实验目的设计一个双胶合消色差透镜，并绘制图形，熟悉应用光学、机械学等相关知识，掌握光机系统设计的流程。
2. 结构特性分析双胶合消色差物镜光学性能要求: 1) f / 6，焦距540mm；2) 视场角1.5°；3) 镜片材料选择BAK1 和BK7；4) 20 线对/mm 处MTF>0.4；5) 工作波长：可见光 3. 初始结构设计当物体处于无穷远时，P∞=W∞=0（孔径角消失），设计消色差系数C=0。
透镜的光焦度分配公式：通过应用光学相关知识，算的双胶合透镜的曲率半径依次为：R1 =345.231 R2 =-240.89 R3 =-1003.25 两个透镜的初始厚度设计各为7mm，透镜组到成像面的距离设计为近轴光线，由ZEMAX 计算出相应厚度调整值。
图1 双胶合透镜出结构设计图2 所示，视场90mm；如图3 所示，视场角设定为1.5°，图4 所示，入射光线为可见光；如所示为初始透镜结构图。
图2 设定视场图3 设置光场图4 设定入射光4. 系统优化设计焦距值为540mm,设定默认优化函数EFFL target 为540，权重为1，选择透镜的三个曲率半径以及相应的厚度作为优化参数，优化结果如图5所示。
图5 优化结果参数5. 像质分析由图6所示，优化后最大的波像差大约为4个波长，尚未达到衍射极限，应为焦平面上的彗差影响所致；同时可见这个透镜相对与可见光的低阶色差比较小，满足设计要求。
图8优化后光线追迹曲线如图6所示，优化后存在彗差，由图中度数可得艾里斑半径为8.595μm，而像差RMS半径为18.570μm，可见此优化结果基本达到设计要求，可以使用。
哈工大电子技术专题报告-关于LED及其应用
关于LED及其应用关键词：LED 分类原理应用一、LED简介它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。
当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。
不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。
当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。
常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
二、LED的分类发光二极管可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。
LED的控制模式有恒流和恒压两种，有多种调光方式，比如模拟调光和PWM调光，大多数的LED都采用的是恒流控制，这样可以保持LED电流的稳定，不易受VF的变化，可以延长LED灯具的使用寿命。
（一）、普通单色发光二极管普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点，可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。
它属于电流控制型半导体器件，使用时需串接合适的限流电阻。
普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关，而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。
红色发光二极管的波长一般为650~700nm，琥珀色发光二极管的波长一般为630~650 nm ，橙色发光二极管的波长一般为610~630 nm左右，黄色发光二极管的波长一般为585 nm左右，绿色发光二极管的波长一般为555~570 nm。
常用的国产普通单色发光二极管有BT系列、FG系列和2EF系列，常用的进口普通单色发光二极管有SLR系列和SLC系列等。
（二）、高亮度单色发光二极管高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管使用的半导体材料与普通单色发光二极管不同，所以发光的强度也不同。
哈工大测试大作业——信号的分析与系统特性——矩形波
题目一：信号的分析与系统特性机械工程测试技术基础课程大作业任务书题目要求：写出所给信号的数学表达通式，其信号的幅频谱图（单边谱和双边谱）和相频谱图，若将此信号输入给特性为传递函数为)H的系统，讨论系统参数的取值，使得输出信号的失真小。
(s1，利用第1章所学知识，求解信号的幅频谱和相频谱，并画图表示；2，分析其频率成分分布情况；3，利用第2章所学内容，画出表中所给出的系统)H的伯德图；(s4，对比2、3图分析将2所分析的信号作为输入)(t x，输入给3所分析的系统)H，求解其输(s出)y的表达式，并且讨论信号的失真情况（幅值失真与相位失真）若想减小失真，应如何调(t整系统)H的参数。
,(s信号与系统参数：一，方波信号的数学表达式1，方波信号的时域表达式{x (t )=x (t +nT 0)x (t )={A 0<t <T02−A −T 02<t <02，时域信号的傅里叶变换 常值分量a 0=2T 0∫x(t)dt T 02−T 02=0余弦分量的幅值a n =2T 0∫x (t )cos nω0t dt T 02−T 02=0正弦分量的幅值b n =2T 0∫x (t )sin nω0t dt T 02−T 02=2AT 0(∫sin nω0t dt T 020+∫−sin nω0t dt 0−T 02)=4A T 0(1nω0−cos nπnω0)={4Aπnn 为奇数0 n 为偶数则方波信号可分解为：x (t )=4A π(sin ω0t +13sin 3ω0t +15sin 5ω0t +⋯) 则可绘制频谱图如下图1.1 单边幅频谱图4A π图1.2 双边幅频谱图由服饰展开形式可知，各成分初相位均为0，故绘制相频谱图如下图1.3 方波的相频谱图二，频率成分分布情况有信号的傅里叶级数形式及其频谱图可以看出，方波是由一系列正弦波叠加而成的。
正弦波为基波的奇次谐波，幅值以1n 的规律收敛，基波及其谐波的初相位均为零。
哈工大电工大作业-专题报告-太阳能光伏发电
太阳能光伏发电摘要：当前太阳能光伏发电正在迅速发展，尽管其目前价格仍较贵，初始投资高，但太阳能作为一种可持续利用的清洁能源，应用的规模和范围在不断扩大。
本文将从太阳能光伏发电的原理、特点及应用等方面介绍太阳能光伏发电的相关内容。
关键词：太阳能光伏发电光伏系统一、太阳能光伏发电的原理太阳能光伏发电是利用“光生伏打效应”（简称“光伏效应”）通过太阳能电池将光能直接转化为电能。
“光伏效应”是指在光照条件下半导体材料的不同部位之间会产生电位差。
这一现象最早是由法国科学家贝克雷尔于1839年发现的，在1954年，美国科学家恰宾和皮尔松才首次研制成了实用的单晶硅太阳电池，标志着光伏发电技术的正式诞生。
太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应，就是当物体受到光照射时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两侧出现电压，叫做光生电压，使PN结短路，就会产生电流。
图2-1太阳能光伏发电模拟图图2-2光伏效应原理图二、太阳能光伏发电的特点太阳能光伏发电的过程没有机械转动，其部件也不消耗燃料，并且不排放包括温室气体在内的任何物质，因此利用太阳能光伏发电得到的电能是一种可持续、可再生的理想的清洁能源。
它的优点主要有以下几点：1、太阳能资源取之不尽，用之不竭。
目前，照射到地球上的太阳能要比人类消耗的能量大6000倍。
太阳能发电安全可靠,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击。
2、太阳能资源在地球上分布广泛，随处可得，不受地域、海拔等因素的限制。
只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，可以就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电所造成的线路上的电能损失，同时也节省了输电成本。
3、太阳能光伏发电具有很高的理论发电效率。
由于太阳能光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光子到电子的转换，没有中间过程(如热能转换为机械能，机械能转换为电磁能等)和机械运动，不存在机械磨损。
哈工大机械制造技术基础大作业
哈工大机械制造技术基础大作业一、零件加工图样在CA6140机床中，拨叉在变速箱中起到控制齿轮组的移动，改变啮合齿轮对，从而改变传动比实现变速功能。
零件材料采用200HT 灰铸铁，生产工艺简单、可铸性高，但材料脆性大不易磨削。
需要加工的部分及加工要求如下：1、0.0210Φ22+孔，还有与其相连的8M 螺纹孔和Φ8锥销孔；2、小孔的上端面，大孔的上下两端面；3、大头的半圆孔0.40Φ55+；4、Φ40上端面，表面粗5、糙度为 3.2Ra ，该面和Φ20孔中心线垂直度误差为0.05mm ；5、0.50Φ73+半圆形上下端面与Φ22孔中心线垂直度误差为0.07mm 。
二、零件加工工艺设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。
考虑到零件在机床运行时过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。
选用铸件尺寸公差等级CT9级。
（二）工艺初步安排零件的加工批量以大批量为主，用通用机床加工，工序适当集中，减少工件装夹次数以缩短生产周期、保证其位置精度。
（三）选择基准基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基准选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。
（1）粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
这样就能限制工件的五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可达到完全定位。
（2）精基准的选择：考虑到要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要定位基准，以两个小孔头内圆柱表面为辅助的定位精基准。
（四）制定工艺路线1.工艺方案分析此零件加工工艺大致可分为两个：方案一是先加工完与Φ22mm 的孔有垂直度要求的面再加工孔。
而方案二恰恰相反，先加工Φ22mm的孔，再以孔的中心线来定位加工完与之有垂直度要求的三个面。
方案一装夹次数较少，但在加工Φ22mm的时候最多只能保证一个面与定位面之间的垂直度要求。
哈工大机械的测试技术基础大作业的2传感器综合的运用
"测试技术"课程大作业2作业题目：传感器综合运用学生姓名：评阅教师作业成绩2015年春季学期传感器综合运用一、设计题目如图所示工件，在生产线的30°滑道上自上而下滑落，要求在滑动过程中检测工件厚度，并且计数。
图中4mm尺寸公差带为10μm。
图1.测量工件二、厚度检测传感器的选择电容传感器是把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。
它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。
其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器（见图）。
若忽略边缘效应，平板电容器的电容为εA/δ，式中ε为极间介质的介电常数，A为两电极互相覆盖的有效面积,δ为两电极之间的距离。
δ、A、ε三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。
因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。
极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化。
面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。
介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。
与电阻式或电感式传感器相比，电容传感器具有四大优点:(l)分辨力高，常用于精密测量;(2)动态响应速度快，可以直接用于某些生产线上的动态测量;(3)从信号源取得的能量少，有利于发挥其测量精度;(4)机械结构简单，易于实现非接触式测量。
因此电容传感器在精密测量中占有重要的地位。
此外，电容器传感器还具有结构简单,价格便宜，灵敏度高，零磁滞，真空兼容，过载能力强，动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等优点。
因此，在本题中选择电容传感器作为厚度检测传感器。
三、电容传感器的检测原理电容式传感器可分为面积变化型、极距变化型、介质变化型三类，下面将分述其检测原理。
1、面积变化型电容传感器这一类传感器输出特性是线性的，灵敏度是常数。
这一类传感器多用于检测直线位移、角位移、尺寸等参量。
测量装置如图2所示。
哈工大机械工程测试技术基础大作业(企业管理)
HａｒbinＩnstitute of Technoｌoｇｙ课程大作业说明书课程名称：院系:班级:设计者：学号:指导教师:设计时间：哈尔滨工业大学目录信号的分析与系统特性........................ (3)一、设计题目……………………………………………………………………３二、求解信号的幅频谱和相频谱............ (3)三、频率成分分布情况 (5)四、H（s）伯德图 (6)五、将此信号输入给特征为传递函数为H（s）的系统 (7)传感器综合运用 (10)一、题目要求 (10)二、方案设计……………………………………………………………………１０三、传感器的选择………………………………………………………………１1四、总体测量方案 (12)五、参考文献 (12)信号的分析与系统特性一、设计题目写出下列方波信号的数学表达通式，求取其信号的幅频谱图(单边谱和双边谱）和相频谱图，若将此信号输入给特性为传递函数为)(s H 的系统，试讨论信号参数的取值,使得输出信号的失真小。
名称)(s H、、波形图 方波11)(+=s s H τ=0。
１,0。
5，0．70722240)(nn n s s s H ωζωω++= =0。
５,0.707 ＝10，500作业要求(1）要求学生利用第1章所学知识，求解信号的幅频谱和相频谱,并画图表示出来。
(2)分析其频率成分分布情况。
教师可以设定信号周期及幅值，每个学生的取值不同,避免重复.（3)利用第2章所学内容，画出表中所给出的系统)(s H 的伯德图，教师设定时间常数或阻尼比和固有频率的取值.（４)对比2、３图分析将2所分析的信号作为输入)(t x ，输入给3所分析的系统)(s H ，求解其输出)(t y 的表达式，并且讨论信号的失真情况（幅值失真与相位失真）若想减小失真，应如何调整系统)(s H 的参数。
二、求解信号的幅频谱和相频谱002200-200211=(t)=+-=0TT T T T a w dt Adt Adt T T ⎛⎫ ⎪⎝⎭⎰⎰⎰tTT 0/A00220000-200222()cos()cos()-cos()0TT T T T n a w t nw t dt A nw t dt A nw t dt T T ⎛⎫==+= ⎪⎝⎭⎰⎰⎰00220000-20020000000022()sin()sin()-sin()4 2 cos()-cos()200 2TTT T T n b w t nw t dt A nw t dt A nw t dt T T A T T n A A nw t nw t nT T nw nw n π⎛⎫==+ ⎪⎝⎭⎛⎫⎧⎪ ⎪==⎨ ⎪ ⎪⎪⎩⎝⎭⎰⎰⎰为奇数为偶数式中000411(t)=(sin(w t)+sin(3w t)+sin(5w t)+)35Aw π…转换为复指数展开式的傅里叶级数：()()0000000000002-j 000-2000000011=(t)e=e +-e 1121 =(e -e ) =e -e | =e -e = 2T jnw tnw tjnw t n T jnw t jnw t jnw t jnw t jnw jnw c w dt A dt A dt T T A A AA dt j T T jnw T nw j n ττττττπ-----⎛⎫ ⎪⎝⎭⎰⎰⎰⎰当0,2,4,...n =±±时,0n C =； 当1,3,5,...n =±±±时，2n A C j n π=-则幅频函数为：2,1,3,5,...n AC jn n π=-=±±±42||,1,3,5,...n n AA C n n π===相频函数为:arctanarctan(),1,3,5, (2)nI n nR C n C πϕ==-∞=-=arctanarctan(),1,3,5, (2)nI n nR C n C πϕ==+∞==---双边幅频图:单边幅频图：相频图：三、频率成分分布情况由信号的傅里叶级数形式及其频谱图可以看出,矩形波是由一系列正弦波叠加而成，正弦波的频率由到3,5……，其幅值由4Aπ到43Aπ，45Aπ,……依次减小,各频率成分的相位都为０。
哈工大光电技术基础及应用大作业
《光电技术基础及应用》大作业（2015年春季学期）题目激光测距原理及军事应用姓名崔晓蒙学号1110811005班级1108110班专业机械设计制造及其自动化报告提交日期2015年4 月23 日哈尔滨工业大学大作业要求1.请根据课堂布置的4道大作业题，任选其一，题目自拟，拒绝雷同和抄袭；2.大作业最好包含自己的心得、体会或意见、建议等；3.大作业统一用该模板撰写，字数不少于5000字，上限不限；4.正文格式：小四号字体，行距为1.25倍行距；5.图表规范，参考文献不少于8篇；6.用A4纸单面打印；左侧装订，1枚钉；7.大作业需同时提交打印稿和2003word电子文档予以存档，电子文档由班长收齐，统一发送至：j_jyq@；8.此页不得删除。
评语：成绩（20分）：教师签名：2015年5 月25 日《激光测距原理及军事应用》摘要：本文简要介绍了脉冲激光测距原理及常见的激光测距光源，并对它们在军事上的应用作了相应的介绍。
关键词：激光测距，激光光源，军事应用1.概述1960年一种神奇的光诞生了，它就是激光。
激光的英文名称是 Laser，取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。
意思是“受激辐射的光放大”。
由于激光在亮度、方向性、单色性以及相干性等方面都有不俗的特点，它一出现就吸引了众多科学工作者的目光，并被迅速地被应用在工业生产方面、国防军工方面、房地产业、各级科研机构、工程、防盗安全等各个行业各个领域：激光焊接、激光切割、激光打孔（包括斜孔、异孔、膏药打孔、水松纸打孔、钢板打孔、包装印刷打孔等）、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等。
有关于激光的研究与生产制造也如火如荼地开展了起来。
激光与普通光源所发出的光相比，有显著的区别，形成差别的主要原因在于激光是利用受激辐射原理和激光腔滤波效应。
哈工大机械制造技术基础大作业.doc
在CA6140机床中，拨叉在变速箱中起到控制齿轮组的移动，改变啮合齿轮对，从而改变传动比实现变速功能。
零件材料采用200HT 灰铸铁，生产工艺简单、可铸性高，但材料脆性大不易磨削。
需要加工的部分及加工要求如下：1、0.0210Φ22+孔，还有与其相连的8M 螺纹孔和Φ8锥销孔；2、小孔的上端面，大孔的上下两端面；3、大头的半圆孔0.40Φ55+；4、 Φ40上端面，表面粗5、 糙度为 3.2Ra ，该面和Φ20孔中心线垂直度误差为0.05mm ；5、0.50Φ73+半圆形上下端面与Φ22孔中心线垂直度误差为0.07mm 。
二、零件加工工艺设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。
考虑到零件在机床运行时过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。
选用铸件尺寸公差等级CT9级。
（二）工艺初步安排零件的加工批量以大批量为主，用通用机床加工，工序适当集中，减少工件装夹次数以缩短生产周期、保证其位置精度。
（三）选择基准基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基准选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。
（1）粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
这样就能限制工件的五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可达到完全定位。
（2）精基准的选择：考虑到要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要定位基准，以两个小孔头内圆柱表面为辅助的定位精基准。
（四）制定工艺路线1.工艺方案分析此零件加工工艺大致可分为两个：方案一是先加工完与Φ22mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。
而方案二恰恰相反，先加工Φ22mm的孔，再以孔的中心线来定位加工完与之有垂直度要求的三个面。
方案一装夹次数较少，但在加工Φ22mm的时候最多只能保证一个面与定位面之间的垂直度要求。
其他的两个面很难保证。
哈工大-精密超精密大作业 LIGA
《精密和超精密加工技术》课程大作业院（系）英才学院专业机械设计制造及其自动化姓名吴英丹学号6120200615班号1236105完成日期2015.7.8哈尔滨工业大学机电工程学院2015年精密和超精密加工技术（大作业）目录1前言 (1)2LIGA工艺[2] (2)3UV-LIGA工艺[3] (3)4LIGA技术的应用[5] (4)5结论[6] (5)参考文献 (5)LIGA技术及其应用摘要：微电子机械系统（MEMS）技术的兴起及其在现代信息社会中的广泛应用，推动了能实现高深宽比三维微细加工的LIGA及准LIGA技术的迅速发展。
本文介绍了LIGA相关技术的发展状况并举例说明了它们在射频、光学等方面上的一些应用。
关键词：三维微细加工；LIGA技术；UV-LIGA技术The Development and Application of LIGA Abstract:LIGA and quasi-LIGA technologies used for high aspect ratio 3-D micromachining were accelerated by the rise and wide applications in information society of MEMS (micro-electro-mechanical systems) technology. LIGA and related technologies are presented, and the applications of these technologies are illustrated for examples.Keywords: 3-D micromachining；LIGA technology；UV-LIGA technology1 前言随着MEMS技术的发展和人们在微机械制造方面所取得的成就，对各种微执行器、微传感器等微结构的制造方法的研究成为MEMS 技术研究的一个热点，同时微机械制造技术也是MEMS技术向更高层次发展的推动力。
光电检测技术哈理工考试复习资料
一、填空1.光电效应包括（内光电效应）（外光电效应）2.光热效应包括（热释电效应）（辐射热计效应）（温差电效应）3.可见光波长范围（380〜780nm）4.描述辐射强度的量（光度学量）（辐射度学量）5.光的波粒二象性指的是（波动性）（粒子性）6.物体根据导电性能分为（导体）（半导体）（绝缘体）7.（外界提供足够的能量）（跃迁到的能带上存在空位）〃什么玩意发生的条件吧8.（能态的分布）（能态中被电子占据的概率）9.半导体对光子的吸收可分为（本征吸收）（杂质吸收）（激子吸收）（自由载流子吸收）（晶格吸收）（品格吸收）10.载流子在PN结中运动方式（扩散）（漂移）11.光电池种类（太阳能光电池）（测量光电池）12.光电耦合器按结构和用途可分为（光电隔离器）（光传感器）13.光敏三极管的两个过程（光电转换）（电流放大）14.光电倍增管的组成（阴极K）（倍增极D）（阳极A）15.激光器的组成（工作物质）（泵浦）（谐振腔）16.光热辐射检测器件包括（热敏电阻）（热电偶检测器件）（热释电器件）17.电流功率18.光电检测系统的检测方法分为（直接检测）（光外差检测）分别检测（相干光）和（非相干光）19.直接检测系统和光外差检测系统的基本特性：直接检测系统（信噪比、通项带宽度、检测距离、视角）；光外差检测特性（获得信息全部、转换增益高、良好流没特性、信噪比损失小、最小可检测功率）20.光源光敏二极管光电池光栅传感器结构：光删副是由主光栅和指示光栅组成二、概念1.光电传感器：利用光电效应，将光通量转换为电信号的一种传感器2.光电导效应：是光照射到某些物体上后，引起电导变化的效应3.热噪声：由于载流子的无规则运动产生的噪声成为~,与温度有关，与频率无关。
4.光电效应：当物质受到光照射后，材料的电学性质（电导率改变，发射电子，产生感应电动势）发生变化的现象称为〜5.禁带：允许电子存在的能带叫允许带，两个相邻允许带之间不允许电子存在的能带叫禁带6.价带：在绝对零度下能被电子占满的最高能带，也是存在电子的能带中，能量最高的带导带：导带是半导体最外面（能量最高）的一个能带，是由自由电子形成的能量空间，即固体结构内自由运动的电子所具有的能量范围7.光电效应：根据光电导效应，当入射光变化时，材料的电导率发生变化8.光热效应：由于入射光照射引起温升从而使电导变化，使得负载电阻上电压发生变化9.热电检测器件：由于入射光与物质相互作用的热效应而制成内光电检测器件10.光电耦合器件将信号接入端和输出端连接到一起的器件，以光为媒介将输入信号耦合到输出信号11.光电位置敏感器（PSD）：对位置的变化进行检测的器件12.热释电效应：介质的极化强度随温度变化而变化，引起电荷表面电荷变化的现象.13.辐射热计效应：入射光的照射使材料由于受热而造成电阻率变化的现象.14.温差电效应：由两种材料制成的结点出现稳差而在两结点间产生电动势，回路中产生电流.三、简答1.光电检测的测量方法及发展趋势（1）方法：直接作用法，补偿测量法，差动测量法，脉冲测量法（2）发展趋势：①发展纳米，亚纳米高精度的光电检测新技术②发展小型，快速的微型光、电、机系统③非接触、快速在线测量，满足快速增长的商品经济需求④发展微型空间三维和大型空间三维测量技术⑤发展闭环检测电路，实现光电检测和光电控制一体化⑥向人们无法触及的领域发展⑦发展光电跟踪和光电扫描技术，远距离遥控、遥测技术，激光制导、飞行物自动跟踪、复杂形体自动扫描测量2.比较光电效应和光热效应的作用机理，性能及应用特点等方面的差异（1）作用机理：①光电效应：光照射到物体表面，使材料电学性质发生变化（电导率改变、发射电子、产生感应电动势）②光热效应：光照使温度升高而引起性质改变（2）性能：①光电效应直接把光子能量转变为光电子能量②光热效应将光能转变为晶格振动的热能（3）应用特点：①光电对光波波长有选择性，响应速度快②光热无选择性，响应慢3.光生伏特效应与光电导效应的区别（1）光生伏特效应：少数载流子作用，引起电压变化，暗电流小，响应快，受温度影响小，光电特性线性号，噪声低（2）光电导效应：多数载流子作用，引起电导率变化，可对微弱辐射检测，光谱响应范围宽。
东大21年1月考试《光电子技术基础X》考核作业【标准答案】
东大21年1月考试《光电子技术基础X》考核作业【标准答案】题一题目要求：请简要解释光电子技术中的光电效应，并列举一个实际应用。
标准答案：光电效应是指材料遇到光照射后，产生光电子的现象。
当光的能量大于或等于材料的功函数时，光子能够带走材料表面的电子，这就是光电效应。
光电效应具有重要的实际应用，比如光电导管用于光通信，太阳能电池用于太阳能发电等。
光电效应的理论和应用为光电子技术的发展提供了基础。
题二题目要求：请简述光电二极管的工作原理以及其在电路中的应用。
标准答案：光电二极管是一种光电转换器件，其工作原理基于光电效应。
当光照射到光电二极管上时，光子的能量被电子吸收，导致光电子的产生。
这些光电子会在光电二极管中产生电流。
光电二极管由 pn 结组成，其中 p 型半导体接收光信号，n 型半导体则被连接到电路中。
光电二极管在电路中有广泛的应用。
它可以作为光传感器，用于测量光强度和控制开关的触发。
此外，光电二极管还可以用于光通信、光电测量和遥控设备等领域。
题三题目要求：请简要介绍光电效应和光电二极管的异同之处。
标准答案：光电效应是指材料遇到光照射后产生光电子的现象，而光电二极管是利用光电效应工作的一种器件。
它们的不同之处在于：- 光电效应是一种现象，而光电二极管是一种器件。
- 光电效应发生在材料中，而光电二极管是一种特定的电子器件。
- 光电效应可以发生在各种材料中，而光电二极管通常由半导体材料制成。
它们的共同之处在于：- 光电效应提供了光电二极管工作的基础原理。
- 光电效应和光电二极管都与光和电子之间的相互作用有关。
总结本文对于《光电子技术基础X》考核作业中的三个问题进行了回答。
通过解释光电效应和光电二极管的工作原理，以及它们的应用和异同之处，展示了对该课程的理解和掌握。
光电子技术作为一门重要的学科，具有广泛的应用前景，对于相关知识的学习和掌握具有重要意义。
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《光电技术基础及应用》大作业（2015年春季学期）题目激光测距原理及军事应用姓名崔晓蒙学号1110811005班级1108110班专业机械设计制造及其自动化报告提交日期2015年4 月23 日哈尔滨工业大学大作业要求1.请根据课堂布置的4道大作业题，任选其一，题目自拟，拒绝雷同和抄袭；2.大作业最好包含自己的心得、体会或意见、建议等；3.大作业统一用该模板撰写，字数不少于5000字，上限不限；4.正文格式：小四号字体，行距为1.25倍行距；5.图表规范，参考文献不少于8篇；6.用A4纸单面打印；左侧装订，1枚钉；7.大作业需同时提交打印稿和2003word电子文档予以存档，电子文档由班长收齐，统一发送至：j_jyq@；8.此页不得删除。
评语：成绩（20分）：教师签名：2015年5 月25 日《激光测距原理及军事应用》摘要：本文简要介绍了脉冲激光测距原理及常见的激光测距光源，并对它们在军事上的应用作了相应的介绍。
关键词：激光测距，激光光源，军事应用1.概述1960年一种神奇的光诞生了，它就是激光。
激光的英文名称是 Laser，取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。
意思是“受激辐射的光放大”。
由于激光在亮度、方向性、单色性以及相干性等方面都有不俗的特点，它一出现就吸引了众多科学工作者的目光，并被迅速地被应用在工业生产方面、国防军工方面、房地产业、各级科研机构、工程、防盗安全等各个行业各个领域：激光焊接、激光切割、激光打孔（包括斜孔、异孔、膏药打孔、水松纸打孔、钢板打孔、包装印刷打孔等）、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等。
有关于激光的研究与生产制造也如火如荼地开展了起来。
激光与普通光源所发出的光相比，有显著的区别，形成差别的主要原因在于激光是利用受激辐射原理和激光腔滤波效应。
而这些本质性的成因使激光具有一些独特的特点：1.激光的亮度高。
固体激光器的亮度更可高达1011W／cm2Sr这是因为激光虽然功率有限，但是由于光束极小，于是具有极高的功率密度，所以激光的亮度一般都大于我们所见所有光（包括可见光中的强者：太阳光），这也是激光可用于星际测量的根本原因所在；2.激光的单色性好。
这是因为激光的光谱频率组成单一。
3.激光的方向性好。
激光具有非常小的光束发散角，经过长距离的飞行以后仍然能够保持直线传输；4.激光的相干性好。
我们通常所见到的可见光是非相干光，激光可以做到他们都做不到的事情，比如说切割钢材。
在测距领域，激光的作用更是不容忽视，可以这样说，激光测距是激光应用最早的领域（1960年产生，1962年即被应用于地球与月球间距离的测量）。
测量的精确度和分辨率高、抗干扰能力强，体积小同时重量轻的激光测距仪受到了大多数有测距需求的企业、机构或个人的青睐，其市场需求空间大，应用领域广行业需求多，并且起着日益重要的作用。
激光测距是激光在军事上应用最早和最成熟的技术。
自1960 年第一台激光器--红宝石激光器发明以来，便有人开始进行激光测距的研究。
和微波测距等其它方法相比，激光测距具有更好的方向性和更高的测距精度，测程远，抗干扰能力强，隐蔽性好，因而得到广泛的应用。
激光测距的研究还对雷达技术的发展起了很大的促进作用，因而在国民经济和国防建设中具有重要意义。
根据所发射激光状态的不同，激光测距分为激光脉冲测距和连续波激光测距，后者根据起止时刻标识的不同又分为相应激光测距和调频激光测距。
本文将介绍脉冲测距的最新技术发展。
2.相位法激光测距技术原理：当今市场上主流的激光测距仪是基于相位法的激光测距仪。
这是因为基于相位法的激光测距仪轻易地就可以克服超声波测距的一大缺陷：误差过大，使测量精度达到毫米级别。
而基于此法的激光测距仪主要的缺点在于电路复杂、作用距离较短（一百米左右，经过众多科学工作者的努力，现在也有作用距离在几百米的相位法激光测距仪）。
相位法激光测距技术，是采用无线电波段频率的激光，进行幅度调制并将正弦调制光往返测距仪与目标物间距离所产生的相位差测定，根据调制光的波长和频率，换算出激光飞行时间，再依次计算出待测距离。
该方法一般需要在待测物处放置反射镜，将激光原路反射回激光测距仪，由接收模块的鉴波器进行接收处理。
也就是说，该方法是一种有合作目标要求的被动式激光测距技术。
如下图所示：由图所显示的关系，我们可以知道，用正弦信号调制发射信号的幅度，通过检测从目标反射的回波信号与发射信号之间的相移φ，通过计算即可以得到待测距离。
D=ct/2 ①t=φ/ω② 又有ω=2nf ③φ=N+Δφ ④ 即D=（N+Δφ） *c/(4nf)⑤其中，D 是待测距离，也即测距仪与目标物间距离；C是光速，等于299792458m/s（假设光速未受环境影响）；t是往返测距仪与目标物间距离一次的时间；φ是激光光束往返一次后所形成的相位差；Δφ是激光光束往返一次后所形成的相位差不足半波长的部分；N是相位差中半波长的个数；ω是调制信号的角频率。
由于N的个数在激光飞行之后并不能确定，所以这就导致了基于相位法的激光测距仪只能测定Δφ，相位差中不足半波长的部分。
这就形成了相位法的内伤：最长作用距离固定，由调制光的波长决定。
但是从另一方面看，相位法激光测距仪可以准确地测量半个波长内的相位差，这也成就了相位法激光测距仪最为突出的优点：测量精度高，可达到毫米级别。
3.脉冲法激光测距技术原理：相位法与超声波测速测距所用方法相类似，最大测量距离通常为几百米，能较容易达到毫米的数量级，但是按照该方法设计的测距仪的最大测量距离是受到限制的，不可扩展。
该方法主要在国外应用较广。
而脉冲法激光测距一般采用红外激光，包括近红外激光和中红外激光。
该波段激光有可见和非可见之分。
且基于此技术的测距仪对相干性要求低、速度快、实现结构简单、峰值输出功率高、重复频率高且范围大，所以此项目使用的是脉冲方法设计手持激光测距仪。
脉冲法激光测距的原理是：如上图，激光测距设备对准测量目标——Target，发送光脉冲，光脉冲在经过光学镜头时，一束被透镜前的平面镜反射，进入激光反馈计时模块，经光电转换及放大滤波整流后，电平信号送入时间数字转换芯片的开始计时端；另一束激光脉冲经过透镜压缩发散角后，开始飞行，遇到目标障碍物后发生漫反射，部分激光返回到激光接收处理电路，同样地，经过光电转换及放大滤波整流后，所形成的电平信号送入时间数字转换芯片结束计时端，即完成整个测量过程。
其中，设D为待测距离，T为往返测量点与待测物间距离所用时间，C为激光在空气中传播的速度（假设已设置测量的环境参数），n为测量时大气折射率，那么，易得：D=CT/2n非常简单地，我们把对距离的测量转变为对时间差的测量，所以，在脉冲式激光测距中，需要测量的只是发射与接收激光的时间间隔、受环境因素影响的大气折射率、环境参数及激光传播速度。
这就是脉冲式测距的理论原理。
脉冲激光测距是利用激光脉冲持续时间极短，能量在时间上相对集中，瞬时功率很大(一般可达兆瓦)的特点，在有合作目标的情况下，脉冲激光测距可以达到极远的测程。
在进行几公里的近程测距时，如果精度要求不高，即使不使用合作目标，只是利用被测目标对脉冲激光的漫反射索取的反射信号，也可以进行测距。
4.激光测距光源战术和战略用脉冲激光测距仪主要包括红宝石、Nd：YAG、CO2、喇曼频移Nd：YAG 和Er玻璃等脉冲激光测距仪。
4.1红宝石脉冲激光测距仪0.69μm 的红宝石脉冲激光测距仪是第一代军用激光测距仪，其结构简单，紧凑。
因工作波长属近红外绿光，极易暴露目标，加上对人眼极不安全，目前除少数应用外已被淘汰。
4.1 Nd∶YAG 脉冲激光测距仪Nd∶YAG 脉冲激光测距仪的主要优点是隐蔽性、电效率和脉冲重复工作频率大大优于红宝石激光测距仪，因而从60 年代后期开始广泛装备部队；主要缺点：①工作波长为1.06μm，相对说来较短，在大气中的衰减较大，不完全适合自然雾和战场烟幕等环境条件；② 1.06μm 波长被发射后经人眼聚焦进入视网膜，在很短的距离上若不加防护观察，可以使人眼永久致盲；③1.06μm 波长不与8~12μm 热成像系统兼容。
而Nd∶YAG 脉冲激测距仪目前仍具有无法取代的独特优点。
4.1 CO2 脉冲激光测距仪CO2 脉冲激光测距仪是70 年代末和80 年代中期主要针对1.06μm 的Nd∶YAG 激光测距仪的缺点发展起来的新一代人眼安全激光测距仪。
其主要优点有：①大气穿透能力优于Nd∶YAG 激光波长，能在较低能见度和战场烟幕等大气条件下工作；②能与8~12μm 波段内的典型热成像系统兼容并可共用接收光学系统和探测器，能有效实现热成像仪能探测到的绝大多数目标；③能实现对人眼安全。
主要缺点是：①10.6μm 的CO2 激光波长极易被水分子(H2O)吸收衰减，在大气中含水蒸汽密度大的睛天和潮湿条件下，限制了它的最大测距能力，特别是雨天和目标被雪覆盖时，目标呈现多镜面对称反射，对CO2 激光波长测距不利；②10.6μm 的CO2 激光波长对战术目标的反射系数低于1.54、1.06 和0.69μm 的激光波长。
4.1喇曼频移Nd∶YAG 和Er∶玻璃脉冲激光测距仪喇曼频移Nd∶YAG 和Er∶玻璃脉冲激光测距仪也和CO2 一样发展于70 年代末和8 年代中期，主要优点是：①大气穿透能力高于1.06μm 的Nd∶YAG 激光波长而低于CO2 激光波长；②对目标的反射系数和在睛天、高温度条件下测距时，其性能高于CO2 激光波长并与Nd∶YAG 激光波长相当；③对人眼的安全性高于CO2 激光波长。
缺点是由于1.54μm 波长属中红外波段，不能与8~12μm 的热成像系统兼容，加上转换效率低、脉冲能量小和重复工作频率低(喇曼频移Nd∶YAG 除外)等限制了它们的应用。
5.脉冲激光测距在军事上的应用脉冲激光测距仪作为军用装备器材，发展于60 年代初。
经过30 多年的开发、研制和装备，目前国外已完成了“手持式、脚架式、潜望式、坦克、装甲、水面舰载、潜艇潜望、高炮、机载、机场测云、导弹和火箭发射、人造卫星、航天器载”等约十三大类400 多个品种和型号，其中装备量最大的是以Nd∶YAG 为器件的固体脉冲激光测距仪，其次是喇曼频移Nd∶YAG 和Er∶玻璃以及CO2 脉冲激光测距仪。
5.1轻型便携式脉冲激光测距仪轻型便携式脉冲激光测距仪包括步兵和炮兵侦察用的手持式以及前沿侦察和前沿对空控制(FAC)双用途的激光测距仪—目标指示器。
对上述用途的系统，要求机动灵活、重复轻、体积小、用电池组作电源、可靠性和维修性高以及单一产品的成本低等。