Moku:Go 实验案例分享-PID控制器实验Moku:Go PID控制器实验采用齐格勒-尼克尔斯方法进行PID调整并开展实验视频演示Moku:Go 将 8 种实验仪器整合为一台高性能设备。这份应用说明将利用 Moku:Go 的 PID 控制器、示波器、波形发生器和可编程电源功能，为学习 PID 控制器的各种调节和优化方法提供一种很直观的方式。Moku:GoMoku:Go将8种实验仪器整合为一台高性能设备，具有2个模拟输入、2个模拟输出、16个数字I/O引脚和可选的集成电源。PID 控制器比例-积分-微分(PID)控制器是常见的反馈控制形式，应用非常广泛，例如车辆的定速巡航和无人机的电机 控制 ...
微透镜阵列焦距检测方法1，千分尺测量法西安工业大学通过透镜焦距和透镜镜面半径的理论关系，利用显微镜测量微透镜阵列子单元的直径并用千分尺测量矢高，从而完成焦距的测量，图 1-1所示。图1-1 平凸透镜焦距示意图对于一般的平凸型微透镜阵列，利用显微镜和千分尺分别测量子单元直径 Ф和矢高 h，计算其焦距为： （1-1）早期的微透镜阵列制造常采用熔融光刻胶法制作，形成的是平凸面形的透镜，利用该方法能完成相应的焦距测量。由于平凸透镜焦距受凸面曲率半径限制，使得该类型微透镜阵列的应用受到较大的局限。另外，该检测方法采用千分表接触是测量微透镜阵列的矢高，易造成微透镜表面的 ...
引言：多光子显微镜（Multiphoton microscopy,MPM）被认为是活体、完整生物组织成像的手段之一，其成像尺度从分子级别到整个有机体。在2010年左右的时间段，被认为是侵入和光损伤最小的成像手段，因此适合长时间活体组织成像，时间尺度从微秒至数天或数周。可以观测到固有的详细动态生物过程。多光子显微镜相比其它类似光学成像技术，之所以有此优势，是因为它直接使用近红外飞秒激光生成可见光区域的可观测的非线性信号。近红外光相比可见光，具有更大的组织穿透深度（生物组织光散射的减少，正比于激发波长的四次方）。原理简介：（1）当同时到达样品上的两个或更多的光子的能量之和满足荧光基团从基态跃迁到激 ...
像差理论与计算系列（七）畸变的计算对于理想光学系统,一对共轭平面上的放大率是常数。但对于实际光学系统，只当视场较小时具有这一性质,而当视场较大或很大时，像的放大率就要随视场而异，这样就会使像相对于物体失去相似性。这种使像变形的缺陷称为畸变(distortion)。设某一视场的实际主光线与高斯像面的交点高度为yp’，当无彗差时，主光线即为成像光束的中心光线，因而yp’表征实际像高。它与理想像高y0’之差称为线畸变，即常用 相对于理想像高的百分比来表示嗬变，称相对畸变，即如果将实际放大率yp’/y记为β’,上述公式可以化为式中β为理想放大率。可见,实际放大率β’与理想放大率β之差与β之比即为该视场 ...
用于全空间可见光三功能控制的介质型偏振滤波双胶合超表面技术背景：作为纳米光子学的一个重要研究分支，光学超表面在过去十年中引起了很大的关注。精心设计的超表面可以在亚波长范围内任意操纵局部光特性，从而使透镜、棱镜、波片、偏振片和分束镜等传统光学元件的平面化成为可能。 此外，灵活的设计策略进一步使超表面能够在单层平台上实现光波的多维操纵。例如，通过诉诸光偏振、波长和入射角，以及不同的空间复用方案，已经有实现不同功能的大量多功能超表面得到报道。但是这些多功能超表面仅在一个操作空间有效，即要么透射空间或反射空间。能够独立控制透射和反射空间中的光的光学器件对于构建超紧凑光学系统具有重要意义。这是zui近基 ...
一种新的三维纳米打印方法技术背景：在双光子吸收过程中，光场会在基态和量子系统(例如分子)的相关激发态之间产生一个状态。这种诱导状态，通常被称为虚拟态(在量子光学中也称为修饰状态)。这种状态确实存在，但前提是光场开启。使用激光脉冲时，虚拟状态寿命由脉冲持续时间决定。直观上，第一个光子诱导电子从基态跃迁到虚拟态，第二个光子诱导跃迁到激发态。双光子吸收过程在多光子光学显微镜和多光子光学光刻中至关重要，这两种应用都已商业化多年。多光子光学光刻已成为制造从纳米级到微米级的三维(3D)结构的成熟方法。在3D光学光刻(也称为直接激光写入或 3D 激光纳米打印)中，双光子吸收导致光引发剂跃迁率的缩放，因此曝光 ...
张量全息：实时逼真级3D全息技术背景：AR/VR、人机交互、教育和培训等领域切实需要具有连续深度感知的三维场景显现。计算生成全息是一种可行的手段，它通过数值模拟衍射和干涉来实现具有高空间-角度分辨率的3D投影。全息将动态光场编码为相位和振幅变化的干涉图案，即全息图。通过选择照明光束，全息图将入射光衍射成原始光场的准确再现。重建的3D场景呈现准确的单目和双目深度线索(depth cues)，这是传统的显示手段难以同时实现的。然而，高效、实时地创建逼真的计算机生成全息图(CGH)仍然是计算物理学中尚未解决的挑战。其主要挑战是对连续3D空间中的每个目标点执行菲涅耳衍射模拟所需的巨大算力要求。有效的菲 ...
合成孔径超透镜技术背景：传统的折射光学元件通常体积庞大且笨重，而对于从消费电子产品到基于无人机或卫星的遥感的各种应用，紧凑、轻便的光学元件是其所渴求的。近年来，超表面已成为波前控制的新平台。超表面(metasurface)由厚度小于或接近光波长的、亚波长间隔的电介质或金属天线阵列组成，它可以准确地调制光的相位、振幅和偏振，且外形紧凑、具有通用成像能力。目前，广泛应用超透镜(metalens)技术的主要障碍之一是其孔径尺寸。增加透镜孔径的尺寸可以产生更高的成像分辨率，这对于显微镜和长距离成像应用来说都是至关重要的。具有纳米级非周期性特征的光学超透镜通常通过诸如电子束光刻(electron-bea ...
用于AR/VR的无散斑全息显示技术背景：在众多显示应用中，全息是一种具有变革潜力的技术。如直视(direct-view)显示，全息可以实现裸眼三维显示。对于虚拟现实和增强现实中使用的近眼显示器，全息显示在感知真实感和视觉舒适度上也有更好的解决方案。对于汽车应用中的HUD(heads-up displays)，全息显示器不仅具有自然对焦提示(focus cues)，还具有前所未有的图像亮度和动态范围。尽管计算机生成全息(conputer-generated holography, CGH)在光学系统和算法上已经有了许多进展，但是全息显示使用相干光源产生的散斑使得全息还不能成为一个替代传统显示技术 ...
显微镜中的目镜显微镜中目镜的作用相当于放大镜，对于正常视力的观察者，物镜的像应与目镜的物方焦面重合。前面我们知道，目镜的出瞳总在其像方焦点之外与之很靠近的地方，它与目镜较后一面的距离称镜目距，它是目镜的一个性能参数。为使眼瞳能与出瞳重合，镜目距不应小于 6-8毫米。各种型式的目镜，镜目距相对于焦距有比较一定的值，决定了可能应用的较高倍率。在目镜的物方焦面上设置视场光阑，它到目镜第①面的距离称目镜的工作距离，不能太短。尤其在测量用显微镜中，此距离应保证近视眼观察时不能因目镜调焦而碰到分划板。由于物镜的高倍放大，目镜只承担很小的光束孔径角，但视场相对较大，因此显微镜目镜属短焦距的小孔径大视场系统， ...
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