CAS Microstar ช่วยให้ทีมนักศึกษาปริญญาตรีคว้ารางวัลรองชนะเลิศในการแข่งขันการทดลองฟิสิกส์ระดับปริญญาตรีระดับชาติ

เมื่อเร็ว ๆ นี้ ผลการแข่งขันฟิสิกส์ระดับปริญญาตรีแห่งชาติ ครั้งที่ 10 (นวัตกรรม) ซึ่งสนับสนุนโดยสมาคมร่วมของศูนย์สาธิตการสอนการทดลองแห่งชาติในระดับอุดมศึกษา สมาคมวิจัยแห่งชาติเพื่อการสอนฟิสิกส์เชิงทดลองในระดับอุดมศึกษา คณะกรรมการการสอนฟิสิกส์ของสมาคมฟิสิกส์จีน และมหาวิทยาลัยการบินและอวกาศปักกิ่ง (BUAA) เป็นเจ้าภาพ ได้รับการเปิดเผย ทีมนักศึกษาระดับปริญญาตรีที่ได้รับความช่วยเหลือจาก CAS MICROSTAR จากคณะวิทยาศาสตร์กายภาพและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเซียะเหมิน โดดเด่นเหนือทีมที่เข้าร่วมการแข่งขันจำนวนมาก และได้รับรางวัลรองชนะเลิศในประเภทหัวข้อที่เลือกเอง

รายละเอียดรางวัล

ชื่อผลงาน: ระบบออปติคัลแบบปรับตัวที่ใช้หลักการอินเตอร์เฟอโรเมตริกในการดึงข้อมูลเฟส

นักศึกษาที่เข้าร่วม: หลู่เหยา หวาง, เหวินห่าว หวาง (เทียนเหวิน), ไคหยู่ซือ, อันเค็กซินหวู่

อาจารย์ผู้สอน:ชิงหง หลู, จุน หยิน

ผลงานที่ได้รับรางวัล

การแนะนำ

อะแดปทีฟออปติกส์เป็นเทคโนโลยีสำคัญในการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์สมัยใหม่ แบ็บค็อก นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันเป็นคนแรกที่เสนอแนวคิด “การวัดค่าความคลาดเคลื่อนของหน้าคลื่นแบบเรียลไทม์และการชดเชยความคลาดเคลื่อนของหน้าคลื่นแบบเรียลไทม์ที่เกิดจากความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศและการรบกวนแบบไดนามิกอื่นๆ โดยใช้อุปกรณ์ออปติกที่เปลี่ยนรูปได้” ในปี พ.ศ. 2496 ปัจจุบัน กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ทั้งในและต่างประเทศกำลังนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้อย่างกว้างขวาง กล้องโทรทรรศน์เค็กในฮาวาย กล้องวีแอลทีของหอดูดาวยุโรปใต้ และกล้องโทรทรรศน์ขนาด 2.16 เมตรของหอดูดาวซิงหลงของหอดูดาวดาราศาสตร์แห่งชาติ ได้บรรลุผลสำเร็จในการแก้ไขความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศแบบเรียลไทม์ หลังจากการนำอะแดปทีฟออปติกส์มาใช้ในสาขาการถ่ายภาพดาราศาสตร์ อะแดปทีฟออปติกส์ได้รับการพัฒนาในหลายภาคอุตสาหกรรมและภาคประชาสังคม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขากล้องจุลทรรศน์ที่มีความแม่นยำสูง เลเซอร์ ระบบออปติกส์และการถ่ายภาพจอประสาทตา ฯลฯ ในปี พ.ศ. 2551 ห้องปฏิบัติการหลักด้านออปติกส์แบบปรับตัวแห่งแรกของจีนได้ก่อตั้งขึ้นที่สถาบันเทคโนโลยีโฟโตนิกส์และอิเล็กทรอนิกส์ ปัจจุบัน ระดับการวิจัยด้านออปติกส์แบบปรับตัวของจีนได้ก้าวขึ้นสู่ระดับนานาชาติแล้ว

ระบบออปติกแบบปรับตัวมีโครงสร้างที่หลากหลายตามสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน ในบรรดาระบบเหล่านี้ ระบบออปติกแบบปรับตัวที่ใช้หลักการคอนจูเกชันเฟสเป็นโครงสร้างที่นิยมใช้มากที่สุด ระบบออปติกแบบปรับตัวของโครงสร้างนี้ประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ เซ็นเซอร์หน้าคลื่น ตัวควบคุมหน้าคลื่น และตัวแก้ไขหน้าคลื่น แสงที่ปล่อยออกมาจากวัตถุเป้าหมายได้รับผลกระทบจากความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศ ซึ่งก่อให้เกิดความคลาดเคลื่อนของหน้าคลื่น หลังจากลำแสงที่คลาดเคลื่อนผ่านตัวแยกลำแสง คลื่นแสงบางส่วนจะเข้าสู่ระบบถ่ายภาพ และอีกส่วนหนึ่งจะเข้าสู่เซ็นเซอร์หน้าคลื่น เซ็นเซอร์หน้าคลื่นจะวัดเฟสของคลื่นแสงตกกระทบแบบเรียลไทม์ ผลการวัดหลังจากการประมวลผลตัวควบคุมหน้าคลื่น จะสร้างสัญญาณควบคุมของตัวแก้ไขหน้าคลื่น ซึ่งตัวแก้ไขหน้าคลื่นจะสร้างและวัดเฟสของหน้าคลื่นให้มีขนาดเท่ากัน แต่ทิศทางตรงกันข้ามกับปริมาณของแสง การแก้ไขเฟสเพื่อชดเชยความปั่นป่วนของบรรยากาศที่เกิดจากความคลาดเคลื่อนของเฟสหน้าคลื่น เพื่อให้คลื่นแสงที่แก้ไขแล้วกลายเป็นคลื่นใกล้ระนาบ

ด้วยความสำคัญของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับออปติกแบบปรับตัวและความสำคัญในการใช้งานจริงในอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อให้ได้ภาพและข้อมูลคุณภาพสูง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จึงมีความสนใจเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ปัจจุบันมีผู้ผลิตเครื่องมือออปติกรายย่อยหลายรายที่สามารถนำเสนอโซลูชันออปติกแบบปรับตัวที่เหมาะกับห้องปฏิบัติการ โดยมีข้อได้เปรียบด้านพื้นที่สูง ปณิธาน และความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็วเป็นพิเศษ แต่โดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์ที่ผสานรวมเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนา ความต้องการผู้ใช้งานที่สูง และปัญหาที่มีค่าใช้จ่ายสูง ซึ่งเป็นข้อจำกัดในการส่งเสริมการเรียนการสอน จากผลการสำรวจ พบว่าการเรียนการสอนฟิสิกส์และดาราศาสตร์ในวิทยาลัยและมหาวิทยาลัยในประเทศในปัจจุบันไม่ได้เกี่ยวข้องกับการทดลองที่เกี่ยวข้องกับออปติกแบบปรับตัว ด้วยเหตุนี้ ทีมนักศึกษาระดับปริญญาตรีจากมหาวิทยาลัยเซียะเหมิน ภายใต้การให้คำปรึกษาของอาจารย์ จึงได้สร้างระบบออปติกแบบปรับตัวโดยใช้วิธีอินเตอร์เฟอโรเมตริกเพื่อดึงข้อมูลเฟส โดยแทนที่เซ็นเซอร์หน้าคลื่นที่มีราคาแพงด้วยระบบอินเตอร์เฟอโรเมตริกแบบออปติก การกู้คืนเฟสของหน้าคลื่นผ่านอัลกอริทึมบางอย่าง แทนที่กระจกที่เสียรูปได้หรืออาร์เรย์ไมโครเลนส์ด้วยตัวปรับแสงเชิงพื้นที่ (SLM) เพื่อปรับเฟสและแอมพลิจูดของคลื่นแสง การปรับเทียบภาพทดสอบในห้องปฏิบัติการ และการแก้ไขภาพทดสอบโดยไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพในการสอน ต้นทุนของอุปกรณ์ลดลงอย่างมากโดยไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพในการสอน ซึ่งช่วยเติมเต็มช่องว่างของออปติกแบบปรับตัวในการสอนเชิงทดลอง

การตั้งค่าการทดลอง

การสนับสนุนและวิสัยทัศน์ของบริษัท

เนื่องจากเป็นอุปกรณ์แกนออปติกดิจิทัลแบบตั้งโปรแกรมได้แบบเรียลไทม์ ตัวปรับแสงเชิงพื้นที่จึงมีความเป็นไปได้ในการใช้งานมากมายในการแข่งขันทดลองฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยแห่งชาติ โดยสามารถใช้เป็นองค์ประกอบการเลี้ยวเบนแบบตั้งโปรแกรมได้แบบเรียลไทม์สำหรับช่องเดี่ยว ช่องคู่ ช่องตะแกรง ช่องสามเหลี่ยม ช่องห้าแฉก ช่องหกเหลี่ยม ฯลฯ สามารถใช้เป็นตัวกรองแบบตั้งโปรแกรมได้สำหรับตัวกรองแบบโลว์พาส ไฮพาส และช่องแคบ สามารถใช้แทนแผ่นมาส์กได้ สามารถใช้ในการฉายภาพ สามารถสร้างแสงแบบวอร์เท็กซ์ได้ สามารถสร้างแสงแบบวอร์เท็กซ์ แสงเบสเซล ลำแสงโปร่งสบายได้ สามารถใช้แทนกระจกผมหมุนเพื่อสร้างสนามแสงความร้อนเทียมได้ สามารถจำลองความปั่นป่วนของบรรยากาศได้ และยังสามารถเป็นองค์ประกอบโฮโลแกรมได้อีกด้วย การวิจัยและการทดลองโดยใช้ตัวปรับแสงเชิงพื้นที่จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการใช้ความสามารถในการพัฒนาตนเองและการคิดริเริ่มของนักศึกษา

ในฐานะบริษัทที่มุ่งเน้นด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีออปโตอิเล็กทรอนิกส์ CSC MicroStar มุ่งมั่นที่จะส่งเสริมนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและการปลูกฝังบุคลากรที่มีความสามารถมาโดยตลอด ในครั้งนี้ CSC MicroStar ได้มอบอุปกรณ์ทดลองเครื่องปรับแสงเชิงพื้นที่ (FSLM-2K39-P) ของบริษัทให้แก่ทีมที่เข้าร่วมการแข่งขันโดยไม่คิดค่าใช้จ่าย ซึ่งถือเป็นการรับประกันความสำเร็จในการแข่งขัน พารามิเตอร์ทางเทคนิคของเครื่องปรับแสงเชิงพื้นที่ (FSLM-2K39-P) นี้มีดังต่อไปนี้:

คุณสมบัติผลิตภัณฑ์:

ราชาแห่งราคาตลาดผลิตภัณฑ์เฟสบริสุทธิ์สะท้อนแสงในและต่างประเทศที่มีอัตราส่วนประสิทธิภาพ/ราคาตลาด; ฟังก์ชันทริกเกอร์แบบซิงโครไนซ์ คุณลักษณะของหน้าคลื่นสะท้อนแสงที่ยอดเยี่ยม; อัตราการใช้ประโยชน์สูง ปัจจัยการเติมสูง ความสั่นไหวของเฟสต่ำ ประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนสูง ความสามารถในการปรับเฟสที่วัดได้ ความเป็นเส้นตรงของเฟสที่ดี สามารถปรับแต่งได้ตามความต้องการของผู้ใช้

พื้นที่การใช้งาน:

การแก้ไขหน้าคลื่น (สามารถใช้กับออปติกแบบปรับได้); การกำหนดรูปร่างลำแสง (การสร้างแสงแบบวอร์เท็กซ์ การกำหนดรูปร่างแสงด้านบนแบน ลำแสงวงแหวน); การควบคุมลำแสง (การเบี่ยงเบนของลำแสง การแยกลำแสงระนาบ การแยกลำแสงพื้นผิวโค้ง การขยายระยะชัดลึก); การกำหนดลำแสง การแก้ไขความคลาดเคลื่อน มาสก์เฟสที่ตั้งโปรแกรมได้; โฮโลแกรมเชิงคำนวณ; และอื่นๆ อีกมากมาย

CAS Microstar ให้ความสำคัญและสนับสนุนการแข่งขันทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทุกประเภทมาโดยตลอด เรามอบอุปกรณ์การทดลองฟรีให้กับทีมที่เข้าร่วมการแข่งขันครั้งนี้ โดยมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาศักยภาพของนักศึกษาในการทดลองฟิสิกส์ ส่งเสริมจิตวิญญาณแห่งนวัตกรรมและการทำงานเป็นทีม และส่งเสริมการปฏิรูปการเรียนการสอนการทดลองฟิสิกส์และการพัฒนาเทคโนโลยีการทดลอง เราหวังว่าการใช้โอกาสนี้จะช่วยกระตุ้นความสนใจและความกระตือรือร้นของเยาวชนในการทดลองทางทัศนศาสตร์ และปลูกฝังบุคลากรทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีให้กับประเทศ ขณะเดียวกัน เรายังหวังว่าโอกาสนี้จะสร้างแรงบันดาลใจให้เยาวชนสนใจและกระตือรือร้นในการทดลองทางทัศนศาสตร์มากขึ้น เพื่อปลูกฝังบุคลากรทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีให้กับประเทศ