光现象资源箱 型号：QWG1208   实验清单： 光在空气中直线传播实验 面镜成像观察实验         透镜成像观察实验 影子观察实验

含电路板、散装元器件、制作说明书等

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原理介绍： 光在与微粒的相互作用中，会将自身携带的动量传递给微粒，对微粒施加力的作用。在光镊中，处在激光中的粒子所受的力有两种：一部分是电磁场分布不均匀导致的梯度力，梯度力将微粒吸引向光阱的中心；一部分是光子与粒子相互作用导致的散射。针对不同大小的粒子，大致可以分为三类： 一、微粒的尺度远大于激光波长，可以采用几何光学近似模型，光线在微粒经过折射反射，将动量传递至微粒上； 二、微粒尺度跟激光波长相近，这种情况下可以通过电磁场麦克斯韦方程组求解； 三、微粒尺度远小于激光波长，微粒在光场中被激发为偶极子，受到偶极子与强聚焦光场的相互作用力； 相关内容： 动手调节光路，利用光镊捕捉并操控小球； 基于空间光调制器的光镊系统，通过研究不同算法从而得到加载在空间光调制器上的全息图、更加深入地研究特殊模式光束在光学微操纵中的应用、拓展光镊与其他学科交叉的应用前景以及对光场偏振态、相位、振幅的联合调制等等。 应用领域： 作为非侵入型的力学操控系统，光镊可以应用于细胞生物学、气溶胶科学、物理化学等交叉学科的基础研究，包括细胞微环境的改变、形变拉伸、微粒力学参数的测量等等。将全息光镊与图像识别结合，可以做到自动捕获粒子和分拣， 将全息光镊与光学显微镜相结合，可以量化细胞、分子的动力学特性，在细胞生物学中有巨大的研究空间； 方案介绍： 光路图：   上图为本方案全息光镊装置的光路示意图。首先激光经过扩束后，直径与空间光调制器有效区域的短边直径相等，扩束后的激光依次通过线偏振片、半波片和非偏振分光棱镜。用半波片旋转线偏光角度，使之工作在相位模式下，空间光调制器的入射角控制在在 5°以内。 经过空间光调制器反射的光经过由两个傅里叶透镜组成的缩束系统，该系统能改变光斑尺寸确保光束直径与显微物镜的入瞳直径匹配。对于外围光强较弱的高斯光束，利用此缩束系统将激光直径稍大于显微物镜入瞳直径。 经过缩束系统的激光经过 45°直角反射镜，二向色镜将激光透射进入显微物镜，同时让照明光源透过，从而使 CMOS 相机采集到样品像。空间光调制器位于第一个傅里叶透镜的焦距处，全息图与物镜入瞳是共轭像面，所以全息图经过显微物镜做傅里叶变换后在显微物镜焦平面即样品面上再现期望的光场分布。   特点： 此方案采用的开普勒式缩束系统透镜间的焦平面与样品面是共轭的，在透镜焦平面加入高通滤波器或在空间光调制器上叠加闪耀光栅后，后续光学元件按照一级像排列，从而移去零级光的影响。 加载全息图后 X-Y 位置可实时调整，快速叠加不同焦距菲涅尔相位图、闪耀光栅相位图等； 空间光调制器可供多种语言调用（labview、C、Python 等）；可编程实现不同数目、不同排列的光阱阵列；   配置标准：   序号 配置 规格 序号 配置 规格 1 激光光源 637nm 激光最大功率1w 4 显微物镜 PLN100× 油浸   NA 1.25 2 空间光调制器 1920*1080   2π 5 照明光源 波长470nm 功率760mw 3 CMOS相机 1280*1024 60FPS 6 相机筒镜 f=200mm 等系列其他配置

光限幅器件是基于非线性光学效应，实现在较低入射光强下高透过率、在较高入射光强下低透过率的光学器件。理想的光限幅器要求具有超快的响应时间、超低的限幅阈值、大的能量动态范围，以及宽的光谱适用范围，现有的光限幅器件很难同时满足上述要求。为此，本项目提出一种基于石墨烯和碳纳米管的复合型光限幅器，这种光限幅器不仅可以实现超低阈值限幅输出，而且具有超大的动态能量适用范围。

本发明公开了一种用于光纤与芯片间光信号传输的水平耦合器 件，包括第一采集模块，用于引导和收集一阶线偏振模式中第一模斑， 第二采集模块，用于引导和收集一阶线偏振模式中第二模斑，耦合模 块，设有第一传输通道、第二传输通道和主通道，第一传输通道接收 第一模斑，第二传输通道接收第二模斑，并通过模场的空间叠加实现 从耦合模块的主传输通道输出一阶横电模。本发明实现了将光纤中一 阶线偏振模式转化为芯片中的一阶横电模同时也保证了基模

本发明公开了一种 IQ 光调制器偏置电压控制系统及方法，该控 制系统包括顺次连接的激光光源、偏振控制器、IQ 光调制器、光耦合 器、光电探测器、数据处理模块，IQ 光调制器的输出经光耦合器分光 后连接到光电探测器，其输出与数据处理模块的输入相连，数据处理 模块的三个输出分别送至 IQ 光调制器的三个子调制器的直流偏置电 压输入端口。该控制方法为首先通过测量输出光功率的最大值及相邻 最小值，优化子相位调制器的偏压，然后

基于平面光波光路(PLC)技术的各类光功能器件，是实现现代高速光网络、高速光信号处理、大容量光互连节点和终端设备中光信号处理模块的基础。/lineInP基多量子阱PLC器件基于成熟的半导体工艺，以脊波导为基础，具有体积小、功耗/损耗低、可靠性高、性价比高等优点，在国际上即将形成新的产业热点。电子科学与工程学院光子学与光通信研究室顺应这一趋势，潜心攻关，埋头研究，历时四年完成了InP多量子阱PLC单元器件理论与实验研究。在国内首次建立了PLC光路设计和光学特性测试平台，探索出国产化工艺加工途径，取得多项自主知识产权，成功地研制出InP基多量子阱PLC无源光子器件。包括光调制器/开关、可调式多模干涉耦合器、谐振腔滤波器、2×4分路器等，于2007年2月通过了教育部组织并主持的科技成果鉴定，达到国际先进水平。

本发明公开了一种智能光伏电站模拟仪的汇流箱电路.本发明包括控制电路,供电电路,接口电路,通信电路和外围电路.本发明可以用于光伏发电系统与阵列板,采集板的通信,使得主控板可以控制采集板及阵列板.本发明可以实现8块太阳能电池板的电压以及电流汇总输出.