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基于严格耦合波理论的新型耦合光栅分析 被引量:5
1
作者 尤勐 黄战华 蔡怀宇 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期262-266,共5页
针对波导全息平视器中一种新型的耦合光栅结构,基于严格耦合波理论数值分析了其衍射特性,同时对光栅的工艺容差进行了分析,计算了膜厚、槽深、周期与入射波长对耦合效率的影响.该光栅以波导板中内嵌的闪耀光栅锯齿面作基底,镀高折射率... 针对波导全息平视器中一种新型的耦合光栅结构,基于严格耦合波理论数值分析了其衍射特性,同时对光栅的工艺容差进行了分析,计算了膜厚、槽深、周期与入射波长对耦合效率的影响.该光栅以波导板中内嵌的闪耀光栅锯齿面作基底,镀高折射率的膜层后,覆盖锯齿状的金属膜层.计算结果表明:对于波长532,nm的TE偏振光,空气中0°入射的一级衍射效率可大于90%;当空气中入射光的纵向角在[-8°,12°]、横向角在[-15°,15°]内变化时,一级衍射效率可大于82%且保持平稳.该光栅可在波导全息平视器中,对大视场成像光束进行均匀、高效的耦合. 展开更多
关键词 光栅 衍射效率 严格耦合波理论
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基于成果导向的光电传感器实验课程改革 被引量:4
2
作者 尤勐 刘鸣 +2 位作者 崔宇明 王晋疆 于音 《实验室科学》 2017年第5期132-134,共3页
成果导向(Outcome-Based Education,简称OBE)教育转变了传统的课程导向教育模式,对提升专业人才培养质量起到非常重要的作用。本文基于工程教育认证标准,针对光电传感器实验课程进行改革,秉承成果导向、学生中心、持续改进的理念,调整... 成果导向(Outcome-Based Education,简称OBE)教育转变了传统的课程导向教育模式,对提升专业人才培养质量起到非常重要的作用。本文基于工程教育认证标准,针对光电传感器实验课程进行改革,秉承成果导向、学生中心、持续改进的理念,调整实验课程目标,完善实验教学设计,修订实验考核办法,优化实验课程达成度评价,让学生明确学习目标,提升实验兴趣,牢固实验技能,为解决复杂工程问题奠定坚实基础。 展开更多
关键词 实验教学 光电传感器实验 成果导向教育
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工程光学虚拟仿真实验教学改革 被引量:7
3
作者 尤勐 崔宇明 于音 《实验室科学》 2020年第4期131-134,共4页
依托天津大学精仪学院国家级虚拟仿真实验教学中心,选取几何光学、物理光学中的典型实验案例,研发了基于光具座的工程光学虚拟实验系统,包括透镜焦距/截距的测量、望远镜系统参数测量等;并基于实验室自制设备,研发了压电陶瓷微小位移测... 依托天津大学精仪学院国家级虚拟仿真实验教学中心,选取几何光学、物理光学中的典型实验案例,研发了基于光具座的工程光学虚拟实验系统,包括透镜焦距/截距的测量、望远镜系统参数测量等;并基于实验室自制设备,研发了压电陶瓷微小位移测量、偏振光参数测量等虚拟实验系统。同时借鉴大规模在线网络课程建设的经验,将虚拟仿真实验与网络授课紧密结合,课前充分预习、课上讨论难点,而且在网络范围内的各年级学生,均可以共享实验教学资源。不仅本校生可提前走进虚拟实验室,有助于解决校外人员实验技能的训练问题,并保障多校区运行状态下的实验教学工作。 展开更多
关键词 虚拟仿真实验教学 在线网络课程建设 工程光学
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嵌入式镀膜光栅的数值模拟研究(英文) 被引量:1
4
作者 尤勐 黄战华 蔡怀宇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1292-1296,共6页
嵌入式镀膜光栅是将平行四边形的介质膜层,以亚波长量级的周期嵌入波导中.针对该光栅在不同偏振态、不同角度入射下的各级衍射效率问题,本文基于严格耦合波分析理论,对该光栅进行建模与数值分析.结果表明,在TE模入射时,该光栅的一级衍... 嵌入式镀膜光栅是将平行四边形的介质膜层,以亚波长量级的周期嵌入波导中.针对该光栅在不同偏振态、不同角度入射下的各级衍射效率问题,本文基于严格耦合波分析理论,对该光栅进行建模与数值分析.结果表明,在TE模入射时,该光栅的一级衍射效率可随膜厚在[0,37%]内变化,其余非零级次的衍射效率低于2%.衍射特性可以满足平视器成像的效率递增要求,同时可以减少能量的损失与杂散成像光线.当入射光束的角度在纵向[45°,70°]、横向[-15°,15°]内变化时,一级衍射效率的变化平稳,可以保持平视器不同视场的成像能量均匀.针对入射光偏振态、光栅材料、嵌入膜层倾角、光栅周期对衍射特性的影响,给出了相应的数值分析,可为波导全息平视器中衍射元件的制作提供理论指导. 展开更多
关键词 光栅 衍射效率 严格耦合波理论
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基于硅光电池的橡胶表面微小形变定量测量 被引量:3
5
作者 尤勐 刘鸣 +1 位作者 崔宇明 于音 《大学物理实验》 2016年第1期23-25,共3页
本文基于迈克尔逊干涉光路,采用硅光电池作为传感器,检测橡胶板的内部气泡尺寸。该方法在橡胶板上粘贴反射铝膜,采用抽真空或加热的方法,使橡胶板内部气泡发生膨胀,从而使干涉条纹随着表面形变发生移动。基于硅光电池对于光强变化的快... 本文基于迈克尔逊干涉光路,采用硅光电池作为传感器,检测橡胶板的内部气泡尺寸。该方法在橡胶板上粘贴反射铝膜,采用抽真空或加热的方法,使橡胶板内部气泡发生膨胀,从而使干涉条纹随着表面形变发生移动。基于硅光电池对于光强变化的快速响应,示波器可采集干涉条纹的移动电压脉冲信号,从而计算出橡胶板表面微小形变尺寸。 展开更多
关键词 实验教学 光电传感实验 顶点课程
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基于科研项目的光电检测“顶点课程”实验系统改造 被引量:1
6
作者 尤勐 刘鸣 +1 位作者 崔宇明 于音 《实验室科学》 2016年第6期36-38,共3页
对光电检测"顶点课程"实验教学改革办法进行了探索,在现有传统实验装置的基础上,结合相应的科研项目,对关键内容进行剖析、精简、优化,将现有的"迈克尔逊微形变干涉实验系统"改造为"轮胎气泡剪切干涉实验系统&... 对光电检测"顶点课程"实验教学改革办法进行了探索,在现有传统实验装置的基础上,结合相应的科研项目,对关键内容进行剖析、精简、优化,将现有的"迈克尔逊微形变干涉实验系统"改造为"轮胎气泡剪切干涉实验系统",将现有的"单缝衍射测量系统"改造为"多参量(压力、温度、液面、准直度)衍射实验系统",更适用于临近毕业的学生,实现从本科生到研究生或从学校到职场的转变。 展开更多
关键词 实验教学 光电检测实验 顶点课程
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综合研究性实验试题C:基于给定条件搭建黑箱光路
7
作者 尤勐 王晋疆 +5 位作者 黄锐 温午麒 于音 蒋学慧 许宝忠 胡晓东 《物理实验》 2021年第12期23-28,共6页
介绍了第7届全国大学生物理实验竞赛综合研究性实验试题C的实验原理、试题内容及答案,并对参赛学生的考试结果进行了评析.综合研究性实验试题C为基于给定条件搭建黑箱光路,包括3部分:晶体偏振光学元件的识别,光传输路径的控制,探究偏振... 介绍了第7届全国大学生物理实验竞赛综合研究性实验试题C的实验原理、试题内容及答案,并对参赛学生的考试结果进行了评析.综合研究性实验试题C为基于给定条件搭建黑箱光路,包括3部分:晶体偏振光学元件的识别,光传输路径的控制,探究偏振在光测弹性应力测试中的应用.试题突出了理论分析与实验技能相结合,考察学生知识积累、知识获取、方案设计、系统搭建、结果分析的综合实验能力. 展开更多
关键词 偏振 光传输 光测弹性
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远心光路在透镜参量测量实验中的应用
8
作者 尤勐 王晋疆 +1 位作者 于音 黄锐 《物理实验》 2022年第9期15-20,共6页
为求证远心光路在实验测量中的作用,首先基于光学仿真软件CODE V,在仿真有无物方远心光路的情况下,测长数据的区别;然后拆解光具座部分组件,在光学平台搭建共轴实验光路,采集成像结果并处理数据;最后分析仿真与实验数据,结合透镜参量测... 为求证远心光路在实验测量中的作用,首先基于光学仿真软件CODE V,在仿真有无物方远心光路的情况下,测长数据的区别;然后拆解光具座部分组件,在光学平台搭建共轴实验光路,采集成像结果并处理数据;最后分析仿真与实验数据,结合透镜参量测量实验中需清晰观察玻罗板成像的实验要求,分析远心光路的作用. 展开更多
关键词 远心光路 透镜参量测量 CODE V
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立足新工科的创新型实践教学培养模式 被引量:5
9
作者 汪毅 丁振扬 +4 位作者 张学迁 田庆国 尤勐 陈晓冬 蔡怀宇 《教育教学论坛》 2020年第39期272-273,共2页
面对当前迅猛的科技革命与产业变革,一流的本科实践教学是保证新工科人才培养质量必不可少的环节。天津大学光电专业的本科实践教学以产业需求和科技发展为导向,以培养创新型卓越工程科技人才为目标,开展了分阶段、多层次的实践教学探... 面对当前迅猛的科技革命与产业变革,一流的本科实践教学是保证新工科人才培养质量必不可少的环节。天津大学光电专业的本科实践教学以产业需求和科技发展为导向,以培养创新型卓越工程科技人才为目标,开展了分阶段、多层次的实践教学探索性改革。充分发挥工科专业特色优势,采用指导式实践、独立工程项目、校企联合实训等形式,增大学生在实践中的参与度和完成度,提升其实践创新能力。文章阐述了天津大学光电专业本科实践教学的建设思路、实践内容以及实践成果,并分享了实践教学中的经验。 展开更多
关键词 本科实践教学 新工科建设 校企联合 多层次
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专业课程外延性与内拓性实验改革研究 被引量:1
10
作者 王晋疆 黄战华 +3 位作者 杨磊 谷建强 尤勐 于音 《实验室科学》 2016年第4期109-111,共3页
结合国际工程教育认证,以光电信息专业实验课程改革为载体,对专业课程的实验进行了外延性和内拓性的研究。改革的目标是将传统的单一目标实验充实为相关的理论计算分析为基础,相关专业课程为手段,实际应用为目标的实验课程。以光电测速... 结合国际工程教育认证,以光电信息专业实验课程改革为载体,对专业课程的实验进行了外延性和内拓性的研究。改革的目标是将传统的单一目标实验充实为相关的理论计算分析为基础,相关专业课程为手段,实际应用为目标的实验课程。以光电测速实验为例,介绍了实验改革的方法,通过器件的选取,参数计算,实验方案比较及方案的实施,完成了预期的实验改革。研究内容有望可以很好地满足国际工程教育认证的要求。 展开更多
关键词 工程教育认证 光电信息工程 内延 外拓 实验改革
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国家试点学院改革中课程质量提升计划的设计与实施——以光电传感器应用技术课程改革为例 被引量:2
11
作者 王晋疆 黄战华 尤勐 《高教论坛》 2014年第12期31-33,共3页
国家的试点学院改革是一项综合性重大改革。以天津大学精仪学院的改革核心之一——课程质量提升计划为依托,通过一门专业课程的改革设计与实施,介绍如何将课程改革目标与具体的课程开展相结合,推动改革的顺利开展。
关键词 试点学院 课程质量 课程改革
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国家试点学院课程质量提升计划中讨论课程的实验
12
作者 王晋疆 黄战华 +2 位作者 杨磊 谷建强 尤勐 《实验室科学》 2015年第3期235-237,共3页
试点学院改革是我国进行高等教育探索性的尝试。以国家试点学院课程质量提升计划的目标为导向,重点介绍了课程质量提升计划中讨论课程的实施。以光电信息科学与工程专业中的专业课程改革为参考,以光电传感器应用技术课程为例重点介绍了... 试点学院改革是我国进行高等教育探索性的尝试。以国家试点学院课程质量提升计划的目标为导向,重点介绍了课程质量提升计划中讨论课程的实施。以光电信息科学与工程专业中的专业课程改革为参考,以光电传感器应用技术课程为例重点介绍了讨论课程的形式,讨论课程的内容选择及课程的开展的设计与实施。结果表明通过讨论课程可以很好的调动学生自主学习能力,学生将成为以学生为导向的新的教学模式的主体,达到学生主动性学习的目标,为新的课程教学模式探索提供有益借鉴。 展开更多
关键词 课程质量计划 讨论课 光电传感器
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用于彩色屏显的双层耦合光栅设计 被引量:2
13
作者 尤勐 黄战华 蔡怀宇 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期29-34,共6页
在彩色波导全息平视器的设计中,易出现色彩不均和结构复杂的问题。将折射率、厚度各异的膜层,分别嵌入双层波导中,对一种新型的双层耦合光栅结构进行了优化设计。基于严格耦合波理论(RCWA)的计算表明,该双层光栅可实现主视场内较均匀的... 在彩色波导全息平视器的设计中,易出现色彩不均和结构复杂的问题。将折射率、厚度各异的膜层,分别嵌入双层波导中,对一种新型的双层耦合光栅结构进行了优化设计。基于严格耦合波理论(RCWA)的计算表明,该双层光栅可实现主视场内较均匀的彩色成像,且结构精简。相较于传统的体全息元件,该结构批量制造的可靠性更高。双层光栅的设计分别以470nm和632nm为中心波长,实现衍射能量的相互补偿。优化结构参数后,当入射角在[-11°,11°]内变化时,主视场内RGB三波长的衍射效率(DE)可大于85%,各波长间最大的效率差异可小于5%。 展开更多
关键词 光栅 衍射效率 严格耦合波理论
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光导板中新型衍射元件的数值模拟研究
14
作者 尤勐 黄战华 蔡怀宇 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期3-8,共6页
基于严格耦合波理论,数值计算了一种在闪耀斜面镀膜的亚波长光栅结构,并首次提出将该光栅应用于光导板的设计中,使光导板衍射的RGB光束无需经过滤色片,直接透射相应的像素点。在数值计算中,设定入射光为TE偏振态、入射角为60°、波... 基于严格耦合波理论,数值计算了一种在闪耀斜面镀膜的亚波长光栅结构,并首次提出将该光栅应用于光导板的设计中,使光导板衍射的RGB光束无需经过滤色片,直接透射相应的像素点。在数值计算中,设定入射光为TE偏振态、入射角为60°、波长为RGB三基色。光栅以有机玻璃为基底,二氧化钛为膜层,并随波长改变周期、闪耀角等参数。计算结果表明,该光栅的一级衍射光可垂直于表面出射,一级衍射效率随膜厚渐变,最高达37%,其余非零级次的衍射效率低于2%。将该特性的光栅应用于新型光导板的数值建模中,并对光栅的制作进行了工艺容差分析,计算得归一化能量的标准差小于1%,总衍射效率接近80%。 展开更多
关键词 光栅 衍射效率 严格耦合波理论 光导板
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新型波导型准直投影系统中衍射光栅的设计 被引量:3
15
作者 黄战华 马云飞 +2 位作者 尤勐 刘泽阳 蔡怀宇 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第3期70-76,共7页
新型波导型准直投影系统利用衍射光栅,仅使用一块波导板即可完成光束的耦合、扩展和成像,更利于系统集成和小型化,具有很高的研究价值。基于严格耦合波理论建立了新型波导型准直投影系统中衍射光栅的Matlab模型,并根据系统对衍射光栅的... 新型波导型准直投影系统利用衍射光栅,仅使用一块波导板即可完成光束的耦合、扩展和成像,更利于系统集成和小型化,具有很高的研究价值。基于严格耦合波理论建立了新型波导型准直投影系统中衍射光栅的Matlab模型,并根据系统对衍射光栅的性能需求,对耦合光栅、扩展光栅和出射光栅的模型进行分析,设计衍射光栅的结构及相关参数。结果表明,采用新型闪耀光栅作为耦合光栅,扩展光栅设计为普通二元光栅和新型二元光栅相结合,采用闪耀光栅作为出射光栅,所得的新型波导型准直投影系统成像均匀,视场为24.8°×30°,系统占用空间小、质量轻,可用于集成和小型化的显示器。 展开更多
关键词 光栅 波导型准直投影系统 衍射效率 二氧化钛薄膜 严格耦合波理论
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Design of Waveguide Head-Up Display with Embedded Gratings 被引量:1
16
作者 尤勐 黄战华 蔡怀宇 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期204-209,共6页
The embedded grating is applied in the waveguide head-up display.As an incident and exit coupling grating,it can satisfy the highly efficient and uniform display for large field of view(FOV) based on rigorous coupled ... The embedded grating is applied in the waveguide head-up display.As an incident and exit coupling grating,it can satisfy the highly efficient and uniform display for large field of view(FOV) based on rigorous coupled wave analysis(RCWA).Compared with holograms in previous designs,it can be easily duplicated with high reliability and low costs.The total internal reflection condition is discussed in the plate,and the revolving problems are discussed in the rod.The system is simulated in software with good optical performance : 50-mm exit pupil,a30°× 20°FOV,distortion of less than 0.5%,and low aberration.The results are useful for transparent display in vehicles or wearable helmets. 展开更多
关键词 平视显示器 光栅设计 嵌入式 波导 严格耦合波分析 RCWA 全内反射 光学性能
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