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高精度位移测量系统的硬件在环仿真 被引量:1
1
作者 张文涛 杜浩 +2 位作者 显名 谢仁飚 王献英 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期86-92,共7页
设计了一个基于二维光栅的高精度位置测量系统的硬件在环仿真平台,分析了测量模型在编程过程中产生误差的原因,并使用该仿真平台测试了模型的精度和运算时间。结果表明,当计算频率为20 kHz时,测量模型的编程精度优于0.79 nm,测量机箱引... 设计了一个基于二维光栅的高精度位置测量系统的硬件在环仿真平台,分析了测量模型在编程过程中产生误差的原因,并使用该仿真平台测试了模型的精度和运算时间。结果表明,当计算频率为20 kHz时,测量模型的编程精度优于0.79 nm,测量机箱引起的误差为8.84×10-7 nm。该仿真平台能够有效地检测基于二维光栅的测量模型在编程过程中产生的误差,并测试模型运算时间。 展开更多
关键词 测量 精密测量 二维光栅 硬件在环 光刻机
基于人工超表面/离子凝胶/石墨烯复合结构的太赫兹调幅器件
2
作者 袁莹辉 陈勰宇 +3 位作者 胡放荣 显名 张文涛 韩家广 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期186-194,共9页
设计并制备了基于人工超表面/离子凝胶/石墨烯复合结构的太赫兹调幅器件,并对其调制效果进行了模拟仿真和实验验证。该器件以嵌在石墨烯和超表面之间的离子凝胶为电解质,以石墨烯为主动材料,用超表面实现太赫兹波与石墨烯相互作用的增... 设计并制备了基于人工超表面/离子凝胶/石墨烯复合结构的太赫兹调幅器件,并对其调制效果进行了模拟仿真和实验验证。该器件以嵌在石墨烯和超表面之间的离子凝胶为电解质,以石墨烯为主动材料,用超表面实现太赫兹波与石墨烯相互作用的增强。通过外加偏压调节石墨烯的电导率,进而达到对太赫兹波的主动控制。结果表明:该器件在较小的外加偏压下就可以在谐振频率处实现73%的调制深度,并且在调制过程中谐振频率几乎保持不变。该器件为小电压下的大幅度太赫兹调制提供了一种新手段。 展开更多
关键词 太赫兹技术 太赫兹调幅器件 石墨烯 离子凝胶 人工超表面
基于反射云纹的抛光曲面表面缺陷检测研究
3
作者 显名 石红强 曾星宇 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第14期183-192,共10页
针对抛光曲面工件表面缺陷检测的问题,提出了一种基于反射云纹图像的缺陷检测方法。该方法利用云纹光经抛光曲面反射产生的差异,通过检测云纹图像的变化进行缺陷的检测与定位。分析了抛光曲面的光照模型,使用SHEN-Castan算法抑制云纹边... 针对抛光曲面工件表面缺陷检测的问题,提出了一种基于反射云纹图像的缺陷检测方法。该方法利用云纹光经抛光曲面反射产生的差异,通过检测云纹图像的变化进行缺陷的检测与定位。分析了抛光曲面的光照模型,使用SHEN-Castan算法抑制云纹边缘阶梯效应,通过Gabor变换与最大熵分割进行缺陷提取,剔除伪缺陷后实现缺陷的检测与定位。实验结果与统计表明,设计的方法能检测出抛光曲面表面上具有形变特征的缺陷,对不同类型的表面缺陷均有92%以上的检出率。利用所提的检测方法,可以自主设置系统的检测分辨率,对不同类型的缺陷具有较高的适应性,极大地提高了系统的可拓展性、普适性与实用性,较好地解决了高反射抛光曲面工件表面形变缺陷检测的问题,具有较高的理论价值与经济价值。 展开更多
关键词 机器视觉 高反射曲面 图像处理 GABOR滤波器 表面缺陷检测
改进天平性能的光纤白光干涉高精度测控方法 预览
4
作者 显名 冯程成 苑立波 《光通信技术》 北大核心 2019年第3期5-7,共3页
针对目前市面上机械天平及电子天平所存在的精度低、抗电磁干扰能力差和性能不稳定的问题,基于光纤迈克尔逊白光干涉仪结构,设计了一种用于提高天平称量性能的高精度测控方法。该方法利用光纤白光干涉绝对测量的特点,通过光程调制的方... 针对目前市面上机械天平及电子天平所存在的精度低、抗电磁干扰能力差和性能不稳定的问题,基于光纤迈克尔逊白光干涉仪结构,设计了一种用于提高天平称量性能的高精度测控方法。该方法利用光纤白光干涉绝对测量的特点,通过光程调制的方式来判断天平是否平衡。实验结果表明:改进的光纤天平相比于传统天平具有更稳定的性能和更高的测量精度,并可通过提高该天平臂长实现更高的精度要求。 展开更多
关键词 白光干涉 光纤天平 光程调制
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基于目标跟踪和迁移学习的多车型流量检测方法 预览
5
作者 曾星宇 显名 程海博 《桂林电子科技大学学报》 2019年第2期119-123,共5页
针对视频车流量统计、车型识别准确率不高的问题,提出一种基于目标跟踪和卷积神经网络(convolutional neural network,简称CNN)迁移学习的多车型车流量检测方法。采用CNN预训练模型MobileNet对实验场景的车辆样本迁移学习,得到车型分类... 针对视频车流量统计、车型识别准确率不高的问题,提出一种基于目标跟踪和卷积神经网络(convolutional neural network,简称CNN)迁移学习的多车型车流量检测方法。采用CNN预训练模型MobileNet对实验场景的车辆样本迁移学习,得到车型分类模型;从视频中提取运动车辆,对相邻帧车辆的中心点进行分析,建立目标跟踪模型;将新检测到的车辆输入到车型分类模型,按小车、货车、客车3种车型计数。实验结果表明,该方法与基于虚拟线圈、基于支持向量机等检测方法相比,车流量的检测准确率为98.7%,提高了3%,车型分类的平均准确率为96.8%,提高了7%以上。 展开更多
关键词 车流量检测 车型识别 目标跟踪 迁移学习
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基于灰度变化方向的指静脉特征检测算法 预览
6
作者 显名 唐绮雯 张文涛 《现代电子技术》 北大核心 2019年第3期61-64,共4页
针对目前指静脉特征纹路提取不准确、特征纹路断裂、噪声过多、提取过程复杂等问题,采用近红外光电透射式静脉获取方式采集指静脉图像。在预处理阶段设计了四点法对图像的静脉区域与背景区域进行快速分离,通过分析静脉灰度特征,设计垂... 针对目前指静脉特征纹路提取不准确、特征纹路断裂、噪声过多、提取过程复杂等问题,采用近红外光电透射式静脉获取方式采集指静脉图像。在预处理阶段设计了四点法对图像的静脉区域与背景区域进行快速分离,通过分析静脉灰度特征,设计垂直于静脉纹路走向的四方向特征模板检测算子对手指静脉进行特征提取与实验。应用该算法,能快速准确提取静脉特征纹路,降低特征纹路断裂问题,提取过程简单且算法效率较高,在提取单幅静脉纹路特征速度可达到1.14ms。 展开更多
关键词 指静脉 特征提取 灰度变化 方向检测 四点法 近红外 生物识别
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基于干涉法的反射式光栅旋转角度检测方法
7
作者 张文涛 杨越越 +3 位作者 张玉婷 吴萍 显名 杜浩 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第11期65-70,共6页
基于多块光栅拼接理论,建立了光栅旋转角与衍射光束偏角关系的数学模型,设计了一种基于干涉法的光栅旋转角度检测光路,用Zygo干涉仪实现了光栅0级与1级衍射波前检测,并研究了反射镜安装误差引起的模型误差。实验结果表明,利用理论模型... 基于多块光栅拼接理论,建立了光栅旋转角与衍射光束偏角关系的数学模型,设计了一种基于干涉法的光栅旋转角度检测光路,用Zygo干涉仪实现了光栅0级与1级衍射波前检测,并研究了反射镜安装误差引起的模型误差。实验结果表明,利用理论模型对光栅姿态在0~500μrad内调整时,光栅间栅线平行度的最大相对测量误差为3.85%。而反射镜俯仰角和偏摆角在0″~20″变化时,所引起的光栅间栅线平行度的最大相对测量误差分别为4.99%和3.77%。 展开更多
关键词 光栅 转角检测 干涉 衍射波前
基于前景提取的车辆识别与测量 预览
8
作者 王小丽 显名 +1 位作者 曾星宇 徐韶华 《仪器仪表用户》 2018年第3期8-12,共5页
立体匹配是双目立体视觉测量中的关键环节,具有重要的研究价值.本文提出了-种基于背景减除法和BM匹配算法相结合的车辆检测方法.该方法主要通过对视频帧和背景图像进行背景减除来屏蔽复杂外界环境因素干扰,并可以有效地提取车辆前景;进... 立体匹配是双目立体视觉测量中的关键环节,具有重要的研究价值.本文提出了-种基于背景减除法和BM匹配算法相结合的车辆检测方法.该方法主要通过对视频帧和背景图像进行背景减除来屏蔽复杂外界环境因素干扰,并可以有效地提取车辆前景;进一步利用BM立体匹配算法对车辆进行块匹配,获取车辆的视差图并对车辆尺寸进行测量.实验结果表明:该系统能得到轮廓清晰、成像效果好的车辆视差图,且车辆尺寸的测量数据相对准确,具有-定的实时性和可靠性. 展开更多
关键词 双目立体视觉 背景减除法 立体匹配 视差图 车辆尺寸 BM匹配算法
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基于LabVIEW的开关电器触头电寿命试验系统的设计 预览 被引量:1
9
作者 显名 朱文博 杨志伟 《现代电子技术》 北大核心 2018年第6期133-136,140共5页
传统的开关电器触头电寿命试验设备一般无法对失效原因进行全面、精确的记录,无法进行试验数据的存储和回访。为此,研制一种结合LabVIEW软件和数据采集卡等硬件的试验系统,该系统以实现电磁继电器和接触器的电寿命检测试验,同时在系统... 传统的开关电器触头电寿命试验设备一般无法对失效原因进行全面、精确的记录,无法进行试验数据的存储和回访。为此,研制一种结合LabVIEW软件和数据采集卡等硬件的试验系统,该系统以实现电磁继电器和接触器的电寿命检测试验,同时在系统软件的控制下,自动对试验过程中失效情况进行判断和记录。该系统测量的电压、电流数据精度约为0.5%,与传统的设备相比,它能更加准确和直观地反映出试品电寿命的相关指标,为触头设计人员提供可靠的判断依据。 展开更多
关键词 LABVIEW 数据采集卡 电磁继电器 交流接触器 触头电寿命 开关电器
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高温CO2气体发射光谱展宽效应的精细光谱研究 预览
10
作者 闫鹏 常胜利 +2 位作者 秦祖军 显名 张文涛 《桂林电子科技大学学报》 2018年第2期134-138,共5页
为了研究温度对气体谱线特性的影响,并确定高温气体发射光谱的精细展宽机制,通过构建变温气体池系统,控制CO2气体的温度。利用超高分辨傅里叶变换光谱仪(Bruker 125HR),测量高温下CO2气体谱线图,对谱线进行3种展宽机制的拟合比较。实... 为了研究温度对气体谱线特性的影响,并确定高温气体发射光谱的精细展宽机制,通过构建变温气体池系统,控制CO2气体的温度。利用超高分辨傅里叶变换光谱仪(Bruker 125HR),测量高温下CO2气体谱线图,对谱线进行3种展宽机制的拟合比较。实验结果表明,Lorentz线型的拟合度最高为0.993 94,从而确定了高温气体发射光谱展宽机制为洛伦兹展宽,为遥测光谱技术进行远距离气体探测提供了实验支持。 展开更多
关键词 精细光谱 CO2 光谱展宽 Lorentz线型
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基于图像处理的隧道洞口自动识别与应用 预览
11
作者 显名 肖青山 《桂林电子科技大学学报》 2018年第4期308-312,共5页
针对隧道洞外亮度测量时隧道洞口居中的圆形目标区域受自然环境影响发生偏移,导致根据当前圆形区域的灰度信息得到的隧道洞外亮度值不准确的问题,提出了一种基于图像处理的方法。让微处理器重新自动识别出隧道洞口并选定圆形目标区域,... 针对隧道洞外亮度测量时隧道洞口居中的圆形目标区域受自然环境影响发生偏移,导致根据当前圆形区域的灰度信息得到的隧道洞外亮度值不准确的问题,提出了一种基于图像处理的方法。让微处理器重新自动识别出隧道洞口并选定圆形目标区域,使测得的亮度值恢复正常。该方法利用相机采集图像,让微处理器(树莓派)对采集的图片采用图像处理技术自动识别出隧道洞口,选定隧道洞口居中的圆形目标区域,使根据圆形目标区域灰度值得到的洞外亮度值恢复正常。结果表明,该方法能准确识别出隧道洞口,目前已成功应用在广西境内合那高速猪谷山隧道。 展开更多
关键词 隧道洞外亮度 圆形目标区域 图像处理 隧道洞口识别
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φ-OTDR全分布式光纤振动传感系统的车辆识别方法改进
12
作者 显名 崔向良 《激光杂志》 北大核心 2018年第6期70-73,共4页
相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)全分布式光纤振动传感系统,在对车辆信号识别过程中所采用的幅度差分法存在着识别率低的问题。为了克服这一问题,将车辆识别方法改进为基于BP神经网络的识别算法。该算法首先利用φ-OTDR系统采集瑞利后... 相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)全分布式光纤振动传感系统,在对车辆信号识别过程中所采用的幅度差分法存在着识别率低的问题。为了克服这一问题,将车辆识别方法改进为基于BP神经网络的识别算法。该算法首先利用φ-OTDR系统采集瑞利后向散射光信号,从中提取出车辆振动信号,然后通过主成分分析法(PCA)对振动信号进行降维和特征提取,最后利用BP神经网络模型对高速公路上的车辆进行识别。实验结果表明:利用BP神经网络算法对车辆进行识别,识别率可以达到98.33%。 展开更多
关键词 全分布式光纤振动传感系统 Φ-OTDR BP神经网络 幅度差分法
车辆振动检测Φ-OTDR系统研究与信号处理 预览
13
作者 邱玉东 秦祖军 +1 位作者 显名 张文涛 《光通信技术》 北大核心 2018年第4期33-36,共4页
低动态响应严重限制了相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统在高速公路车辆振动信号检测中的应用。理论分析了Φ-OTDR系统车辆振动探测原理。针对相干探测时信号解调所造成的低动态响应问题,提出了利用专用解调芯片进行模拟解调的解决方... 低动态响应严重限制了相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统在高速公路车辆振动信号检测中的应用。理论分析了Φ-OTDR系统车辆振动探测原理。针对相干探测时信号解调所造成的低动态响应问题,提出了利用专用解调芯片进行模拟解调的解决方案,并进行压电陶瓷(PZT)振动模拟实验和高速公路实验。实验结果表明,基于ADRF6850宽带接收机芯片的模拟解调器达到了系统对精度的要求,且极大地提高了Φ-OTDR系统的动态响应能力,证明了高动态响应Φ-OTDR系统在高速公路车辆振动信息检测中有很大的应用前景。 展开更多
关键词 相敏光纤传感 模拟解调 振动检测 动态响应
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THz超材料的明暗模式耦合效应 预览 被引量:1
14
作者 袁宇阳 张慧芳 +5 位作者 张学迁 谷建强 胡放荣 显名 张文涛 韩家广 《红外与激光工程》 CSCD 北大核心 2018年第1期253-263,共11页
随着人工超材料对电磁诱导透明(EIT)现象的成功模拟,超材料明暗模间的耦合机制引起了广泛关注。回顾了近年来在太赫兹(THz)波段基于人工超材料的明暗模耦合效应的相关研究进展,包括平面结构EIT效应,立体结构EIT效应,明暗模垂直... 随着人工超材料对电磁诱导透明(EIT)现象的成功模拟,超材料明暗模间的耦合机制引起了广泛关注。回顾了近年来在太赫兹(THz)波段基于人工超材料的明暗模耦合效应的相关研究进展,包括平面结构EIT效应,立体结构EIT效应,明暗模垂直耦合电磁诱导吸收(EIA)效应,以及表面波非对称激发。组成超材料的单元结构内部的模式耦合机制对超材料的远场近场响应具有决定性的作用,其不同的耦合机制在光开关、慢光器件、光传感器、片上系统等的设计方面有重大的潜在应用价值。 展开更多
关键词 超材料 明暗模 EIT EIA 表面波非对称激发
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光纤位移传感器在PET瓶胚壁厚测量中的应用研究 预览
15
作者 曹育良 韩家广 显名 《激光技术》 CSCD 北大核心 2018年第6期817-821,共5页
为了实现对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶胚壁厚实时、高效、高精度的测量,采用理论仿真结合实验验证的方法,以标称3.5mm厚型的PET瓶胚为例给出设计实例,建立了PET瓶胚壁厚测量的光学模型,根据光线追迹原理分析验证反射式光纤位移传感器... 为了实现对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶胚壁厚实时、高效、高精度的测量,采用理论仿真结合实验验证的方法,以标称3.5mm厚型的PET瓶胚为例给出设计实例,建立了PET瓶胚壁厚测量的光学模型,根据光线追迹原理分析验证反射式光纤位移传感器在测量PET瓶胚壁厚中应用的可行性,并利用LIGHTTOOLS软件进行仿真模拟,最终设计出一种基于反射式光纤位移传感器对PET瓶胚壁厚实时测量的装置,并进行了实验验证。结果表明,实验装置的测量量程为3.20mm~3.80mm,线性度为15.8%,灵敏度为0.8448mV/μm,该装置相比传统测量效率提高了30%以上。这对提高实际检测效率和精度具有参考应用价值。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤位移传感器 反射调制 PET瓶胚壁厚测量 微位移测量
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基于棋盘格的线结构光平面标定方法 预览 被引量:1
16
作者 李瑞 显名 《仪器仪表用户》 2017年第4期6-9,共4页
线结构光的三维扫描测量系统中,除摄像机标定之外线结构光平面的标定也是至关重要的环节,因为其与最终得到的三维坐标的准确性有直接的关系。由于传统的方法大多需要借助其它设备,且价格昂贵、步骤复杂、效率低下。因此,文章提出了一种... 线结构光的三维扫描测量系统中,除摄像机标定之外线结构光平面的标定也是至关重要的环节,因为其与最终得到的三维坐标的准确性有直接的关系。由于传统的方法大多需要借助其它设备,且价格昂贵、步骤复杂、效率低下。因此,文章提出了一种全新的线结构光平面标定方法。该方法仅仅使用棋盘格作为平面靶标,在保证线结构光投射到棋盘格的前提下,平面靶标可自由移动位置。通过在摄像机坐标系中提取激光平面上的特征点,并利用这些特征点计算出激光平面的方程,从而得出激光平面与空间坐标系的位置关系。实验证明该方法成本低、步骤简单、效率高、具有很好的通用性。 展开更多
关键词 计算机视觉 结构光平面 三维扫描测量 标定 平面靶标
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太赫兹测试系统中锁相放大电路的设计 预览
17
作者 显名 张海申 +1 位作者 韩家广 杜亮亮 《电测与仪表》 北大核心 2017年第7期89-93,共5页
为了解决太赫兹时域光谱仪(TDS)所用锁相放大器方便携带和提取与太赫兹波电场强度相关微弱信号的问题,提出了一种基于互相关原理的锁相放大器设计方案。斩波器输出调制后的信号经前级放大滤波与通过移相电路的相干参考信号分别送入AD... 为了解决太赫兹时域光谱仪(TDS)所用锁相放大器方便携带和提取与太赫兹波电场强度相关微弱信号的问题,提出了一种基于互相关原理的锁相放大器设计方案。斩波器输出调制后的信号经前级放大滤波与通过移相电路的相干参考信号分别送入AD630的信号端和参考端,锁相后信号经低通滤波电路输出直流信号。测试结果表明:设计的锁相放大器具有良好线性度,可将信噪比为-60 d B的微伏级信号提取出来,能用于大背景噪声下太赫兹微弱信号的检测。 展开更多
关键词 锁相放大器 太赫兹微弱信号 相关性 信噪比
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近红外波段病变皮肤的微型检测系统 预览 被引量:1
18
作者 董太良 显名 +1 位作者 聂影影 袁纵横 《桂林电子科技大学学报》 2017年第5期387-390,共4页
为了协助医生更快速、更准确地诊断皮肤病,设计了一种近红外波段病变皮肤的微型检测系统。该系统由FPGA作主控芯片,采用纳米光栅结构的微小型近红外光谱图像传感器作为光谱数据采集探头,用USB2.0传输协议与上位机通信,能够快速采集病变... 为了协助医生更快速、更准确地诊断皮肤病,设计了一种近红外波段病变皮肤的微型检测系统。该系统由FPGA作主控芯片,采用纳米光栅结构的微小型近红外光谱图像传感器作为光谱数据采集探头,用USB2.0传输协议与上位机通信,能够快速采集病变皮肤在近红外波段的反射光谱,并绘制成图谱。通过比较正常皮肤与病变皮肤的反射光谱,实现对某些皮肤病的分析与诊断。实验结果表明,利用此系统进行皮肤病变的检查是可靠的。 展开更多
关键词 近红外 数据采集 图形显示 皮肤病检测
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基于摄像机图像的实时亮度测量方法 预览 被引量:1
19
作者 杨立彬 显名 +1 位作者 张文涛 肖青山 《桂林电子科技大学学报》 2017年第3期223-227,共5页
针对现有测量方法存在操作复杂、成本高等问题,提出一种基于摄像机图像的实时亮度测量方法。该方法通过摄像机实时采集图像信息,利用上位机对图像进行灰度化处理得到图像的灰度值,并利用亮度计对摄像机进行光学标定,得出曝光量与灰度值... 针对现有测量方法存在操作复杂、成本高等问题,提出一种基于摄像机图像的实时亮度测量方法。该方法通过摄像机实时采集图像信息,利用上位机对图像进行灰度化处理得到图像的灰度值,并利用亮度计对摄像机进行光学标定,得出曝光量与灰度值之间的具体函数关系,即亮度回归方程,通过亮度计算公式求得目标区域的亮度值。采用图像匹配和噪点去除的处理方法,大大提高了测量精度。实验结果表明,在未进行图像匹配和噪点去除处理的前提下,测量结果误差在11%左右,若对图像匹配和噪点去除处理,误差可控制在6%左右,大大提高了测量精度,满足了亮度测量的需求。该方法与现有的亮度测量方法相比,具有操作简便、成本低及可实时测量等优点。 展开更多
关键词 亮度计 摄像机 图像匹配 噪点去除 亮度
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直边衍射驻波场中铬原子三维沉积特性分析 被引量:1
20
作者 伊路福 显名 +1 位作者 张文涛 占平平 《光学学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期145-151,共7页
利用近共振激光驻波场操纵中性原子实现纳米级条纹沉积是一种新型的研制纳米结构长度标准传递方法。在会聚原子过程中,由于沉积基片的存在,激光驻波场内会产生直边衍射现象,从而影响原子的运动轨迹及沉积光栅。建立了直边衍射扰动下激... 利用近共振激光驻波场操纵中性原子实现纳米级条纹沉积是一种新型的研制纳米结构长度标准传递方法。在会聚原子过程中,由于沉积基片的存在,激光驻波场内会产生直边衍射现象,从而影响原子的运动轨迹及沉积光栅。建立了直边衍射扰动下激光驻波场模型,通过四阶龙格-库塔法,对铬原子的三维运动轨迹及沉积效果进行仿真。考虑到激光功率与失谐量的影响,从半峰全宽(FWHM)和对比度入手,对铬原子运动轨迹及沉积条纹特性进行分析。结果表明,当激光功率为3.93mW,失谐量为200 MHz时,原子沉积光栅的FWHM为6.043nm,对比度为0.863,原子沉积光栅的质量最佳。与经典模型相比,该模型考虑了驻波场中直边衍射的影响,所得模拟结果更接近实际,对实验有理论指导意义。 展开更多
关键词 激光光学 直边衍射 三维沉积特性 龙格-库塔法
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