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国际耳鼻咽喉头颈外科杂志 2016年第4期40卷 193-197页

作者：罗川胡发德王杰生物医学检测技术与仪器北京实验室、精密测试技术及仪器国家重点实验室、清华大学精密仪器系北京100084 首都医科大学附属北京同仁医院耳鼻咽喉头颈外科、耳鼻咽喉头颈科学教育部重点实验室北京100730 北京市人工听觉工程技术研究中心北京100084

由于内耳结构复杂，体积微小，又位于颞骨内部，因此对内耳的力学测量存在较大的困难。一定程度上，测量技术的发展推动着内耳力学研究的进展，并决定了研究的角度以及所取得的成果。本文从测量技术的角度对内耳力学研究中用到的振动及... 详细信息

由于内耳结构复杂，体积微小，又位于颞骨内部，因此对内耳的力学测量存在较大的困难。一定程度上，测量技术的发展推动着内耳力学研究的进展，并决定了研究的角度以及所取得的成果。本文从测量技术的角度对内耳力学研究中用到的振动及压力测量技术进行了系统总结，包括简要的测量原理、重要的测量相关参数和具有代表性的内耳力学研究成果。具体测试技术包括电容传感器技术、穆斯堡尔技术、零偏激光干涉技术、外差激光干涉技术、低相干光干涉技术、光学断层扫描成像技术和光纤压力传感器技术。

关键词：耳,内压力基底膜内耳力学干涉仪

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超精表面缺陷检测的光学混频误差分析

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激光与光电子学进展 2015年第2期52卷 159-165页

作者：林浩山陈举科李玉和李庆祥潘福东王力虎广西师范大学物理科学与技术学院广西桂林541004 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

双频激光外差干涉法与扫描探针相结合的超精表面缺陷检测系统具有很高的分辨率。但系统光源和光学器件的各种误差因素会产生非线性混频误差,影响系统精确测量。利用琼斯矩阵分析了同时存在激光光源椭圆偏振化和方位角误差以及光学器件... 详细信息

双频激光外差干涉法与扫描探针相结合的超精表面缺陷检测系统具有很高的分辨率。但系统光源和光学器件的各种误差因素会产生非线性混频误差,影响系统精确测量。利用琼斯矩阵分析了同时存在激光光源椭圆偏振化和方位角误差以及光学器件相位延迟和偏振泄漏等综合因素引起的偏振态变化,并由此研究了它们频率混叠产生的非线性误差。结果表明,由各种误差因素引起的非线性混频误差呈正弦规律变化,激光光源非理想和偏振分光镜对位移测量误差影响较大而1/4波片的影响较小。同时,结合计算结果对系统提出了减少非线性误差的方法措施。

关键词：测量外差干涉偏振光琼斯矩阵频率混叠非线性误差

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基于计算全息和随机相位编码的三维信息的加密与显示

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激光与光电子学进展 2015年第10期52卷 116-120页

作者：孔德照沈学举赵燕曹良才(指导) 金国藩石家庄军械工程学院电子与光学工程系河北石家庄050003 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

提出了一种基于计算全息和随机相位编码的三维信息的加密与显示方案,在计算全息三维显示系统中,将随机相位掩模放置到计算全息的频谱信息中,重现时放置相应随机相位的共轭,并将此作为解密的密钥,实现对计算全息图中三维物体的解密和显... 详细信息

提出了一种基于计算全息和随机相位编码的三维信息的加密与显示方案,在计算全息三维显示系统中,将随机相位掩模放置到计算全息的频谱信息中,重现时放置相应随机相位的共轭,并将此作为解密的密钥,实现对计算全息图中三维物体的解密和显示。该方案光路结构简单,在实现对三维物体显示的同时保证了信息的安全性,提高了加密的效率和信息的容量,数值模拟验证了方案的可行性。

关键词：全息计算全息光学信息安全三维显示随机相位编码

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激光回馈引起的微片Nd:YAG激光器频差调制

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物理学报 2014年第10期63卷 167-172页

作者：张松谈宜东张书练清华大学精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084

微片激光器由于自身的内应力会输出频率分裂的正交偏振的两个模式.研究了回馈对微片激光器频差的影响.研究发现:在回馈的作用下微片激光器的频差大小呈现出以初始频差为中心的类正弦的频差调制,周期为λ/2;频差调制曲线的幅度与回馈水... 详细信息

微片激光器由于自身的内应力会输出频率分裂的正交偏振的两个模式.研究了回馈对微片激光器频差的影响.研究发现:在回馈的作用下微片激光器的频差大小呈现出以初始频差为中心的类正弦的频差调制,周期为λ/2;频差调制曲线的幅度与回馈水平成正比,但是当回馈水平过强时会出现偏振态跳变,从而使频差消失;在一定的回馈外腔范围内,频差调制曲线的幅度与初始频差亦成正比.并利用复合腔模型和激光器的自洽理论进行了理论分析和模拟,所得结果与实验结果相符.此调制现象在精密测量领域有潜在应用.

关键词：光回馈微片激光器频差调制频率分裂

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HeNe双频激光器频差的激光内雕赋值法

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物理学报 2014年第6期63卷 159-163页

作者：朱守深张书练刘维新牛海莎清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

在精密测量领域,HeNe激光器是制造激光干涉仪的首选.但能够产生中频差4—40 MHz的双折射-塞曼双频HeNe激光器的频差是随机的,小到几百kHz,大到十几MHz.为了让频差能够满足制作双频激光干涉仪的要求,曾出现过弹性加力法、钻孔应力调节法... 详细信息

在精密测量领域,HeNe激光器是制造激光干涉仪的首选.但能够产生中频差4—40 MHz的双折射-塞曼双频HeNe激光器的频差是随机的,小到几百kHz,大到十几MHz.为了让频差能够满足制作双频激光干涉仪的要求,曾出现过弹性加力法、钻孔应力调节法等调整和频差赋值的方法.但这些方法在实际应用中都不是很理想.采用激光内雕法赋值频差,通过在激光器的平面输出镜内部雕刻出不同图案,使平面镜内部产生满足要求的相位延迟,达到为频差赋值的目的.激光内雕法有很多优点:不损害激光器,美观;功率损失小,出光强度可接近原始光强度;可反复赋值,频差在0—60 MHz范围内可调整;频差的稳定性好,采用稳频措施后频差的波动范围小于每小时10 kHz.

关键词：双折射-塞曼频差 HeNe激光器激光内雕

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基于量子修正的石墨烯纳米带热导率分子动力学表征方法

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物理学报 2014年第7期63卷 270-276页

作者：郑伯昱董慧龙陈非凡清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

本文提出了基于量子修正的非平衡态分子动力学模型,可用于石墨烯纳米带热导率的表征.利用该模型对不同温度下,不同手性及宽度的石墨烯纳米带热导率进行了研究,结果发现:相较于经典分子动力学模型给出的热导率随温度升高而单调下降的结论... 详细信息

本文提出了基于量子修正的非平衡态分子动力学模型,可用于石墨烯纳米带热导率的表征.利用该模型对不同温度下,不同手性及宽度的石墨烯纳米带热导率进行了研究,结果发现:相较于经典分子动力学模型给出的热导率随温度升高而单调下降的结论,在低于Debye温度的情况下,量子修正模型的计算结果出现了反常现象.本文研究还发现,石墨烯纳米带的热导率呈现出明显的边缘效应及尺度效应:锯齿型石墨烯纳米带的热导率明显高于扶手椅型石墨烯纳米带;全温段的热导率及热导率在低温段随温度变化的斜率均随宽度的增加而增大.最后,文章用Boltzmann声子散射理论对低温段的温度效应及尺度效应进行了阐释,其理论分析结果说明文章所建模型适合在全温段范围内对不同宽度和不同手性的热导率进行精确计算,可为石墨烯纳米带在传热散热领域的应用提供理论计算和分析依据.

关键词：石墨烯纳米带热导率量子修正分子动力学模拟

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改进型卫星多学科设计优化算法

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清华大学学报（自然科学版） 2014年第11期54卷 1486-1491页

作者：王梦赑张高飞尤政清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

针对传统卫星多学科优化(MDO)方法存在优化问题容易陷入局部最优或无法收敛、计算量过大等缺陷,该文通过改善优化模式、引入遗传算法(GA)的方式对卫星协作优化方法(CO)进行了改进。针对协作优化算法在优化过程中容易陷入局部最优的问题... 详细信息

针对传统卫星多学科优化(MDO)方法存在优化问题容易陷入局部最优或无法收敛、计算量过大等缺陷,该文通过改善优化模式、引入遗传算法(GA)的方式对卫星协作优化方法(CO)进行了改进。针对协作优化算法在优化过程中容易陷入局部最优的问题,提出了一种基于局部搜索过程的混合遗传算法(GALS)。使用经典的Rosenbrock函数问题进行了性能测试,发现该算法是一种柔性灵活、能不断扩展和进步的开放式算法,能在保持各学科自治的基础上,异步并行地搜索系统最优解。该算法在实际卫星设计中已进行了多次应用验证,均取得了比传统优化算法更好的效果。

关键词：卫星总体设计多学科设计优化(MDO) 协作优化方法(CO) 遗传算法(GA) 局部搜索遗传算法(GALS)

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飞秒光学频率梳高精度气体吸收光谱技术进展

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光谱学与光谱分析 2014年第2期34卷 335-339页

作者：杨宏雷尉昊赟李岩任利兵张弘元清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

飞秒光学频率梳以其频谱宽、脉宽窄、频率稳定度高等优点,对光学频率计量、绝对距离测量、高精度光谱测定产生重大影响。飞秒光学频率梳的时域特性和频域特性溯源至微波频率基准,使得高精度气体吸收光谱探测成为可能。飞秒光学频率梳光... 详细信息

飞秒光学频率梳以其频谱宽、脉宽窄、频率稳定度高等优点,对光学频率计量、绝对距离测量、高精度光谱测定产生重大影响。飞秒光学频率梳的时域特性和频域特性溯源至微波频率基准,使得高精度气体吸收光谱探测成为可能。飞秒光学频率梳光谱技术具有测量速度快、光谱灵敏度高、分辨率高、信噪比高等优点,因此加大对飞秒光学频率梳光谱技术的研究力度将更好地服务于环境保护、工业生产、生物医学、科学研究等各领域。飞秒光频梳高精度气体吸收光谱主要可分为光频梳腔衰荡光谱、光频梳腔增强光谱和双光频梳多外差光谱。其中,根据采集方式不同,光频梳腔增强光谱又可分为梳齿游标测量法、虚拟成像相位阵列测量法和傅里叶变换测量法。目前,国外已广泛开展相关研究,而国内仍处于起步阶段。本文综述了飞秒光学频率梳高精度气体吸收光谱探测的主要技术方法,展示了不同测量方法典型的实验方案,分析了各探测方法的优缺点,并追踪了主要研究小组的前沿成果。

关键词：红外光谱飞秒光学频率梳气体吸收

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扫频激光器扫描非线性的优化及其在光纤光栅解调中的应用

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光学精密工程 2014年第11期22卷 2888-2893页

作者：梅佳伟肖晓晟杨昌喜清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084

为了研究基于压电陶瓷的法布里-珀罗(F-P)波长滤波器扫描非线性的物理机理及优化方案,搭建了基于F-P滤波器的扫频激光器。用基于梳状滤波器的透射时域法研究了扫频激光器输出的非线性特性,获得了不同扫描频率下的扫频非线性特性的变化情... 详细信息

为了研究基于压电陶瓷的法布里-珀罗(F-P)波长滤波器扫描非线性的物理机理及优化方案,搭建了基于F-P滤波器的扫频激光器。用基于梳状滤波器的透射时域法研究了扫频激光器输出的非线性特性,获得了不同扫描频率下的扫频非线性特性的变化情况,认为这是由于可调谐滤波器中的执行器——压电陶瓷的容性负载特性引起的。结合光谱测量法,获得了动态扫频线性度、扫频范围与驱动频率的关系,实验结果与理论分析结果相符。最后,提出了优化扫频非线性的驱动参数方案。通过在驱动源后增加电压跟随器提高了驱动源的负载能力和高速扫频的线性响应特性,并应用于光纤光栅解调。实验得到了1 000Hz扫频速度下的线性解调结果,即解调线性度为0.998 44。

关键词：光纤光栅解调扫频激光器法布里-珀罗可调谐滤波器扫描非线性

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高速高精度体全息光学相关器

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中国激光 2014年第2期41卷 46-54页

作者：易瑶曹良才郑天祥赵瑱何庆声金国藩清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084

体全息光学相关器基于体光栅的布拉格选择性,在记录介质的共同体积中利用角度复用存储多幅图像。相关计算时,输入一幅图像可以并行输出所有的相关点,每个相关点的强度代表输入图像与对应库图像之间的内积值。分析了提高体全息光学相关... 详细信息

体全息光学相关器基于体光栅的布拉格选择性,在记录介质的共同体积中利用角度复用存储多幅图像。相关计算时,输入一幅图像可以并行输出所有的相关点,每个相关点的强度代表输入图像与对应库图像之间的内积值。分析了提高体全息光学相关器运算精度和速度的关键技术。总结了近年来采用散斑调制技术降低相关通道串扰,采用二维随机交错方法消除图案依赖行为,采用多样本并行估计方法提高并行运算精度,采用读写分离结构实观系统小型化集成等体全息光学相关器技术方面的研究进展。目前体全息光学相关器已经实现超过7500通道的并行运算能力,运算速度达到138GHz。系统在遥感图像匹配、指纹识别等领域的成功应用证明了其高速高精度运算能力。

关键词：全息体全息光学相关器光计算相关识别并行运算角度复用

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