CAS MICROSTAR ช่วยให้ทีมนักศึกษาปริญญาตรีคว้ารางวัลรองชนะเลิศในการแข่งขันการทดลองฟิสิกส์ระดับปริญญาตรีระดับชาติ

เมื่อไม่นานนี้ ผลการแข่งขันการทดลองฟิสิกส์ระดับปริญญาตรีแห่งชาติครั้งที่ 10 (นวัตกรรม) ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากสมาคมร่วมของศูนย์สาธิตการสอนการทดลองแห่งชาติในระดับอุดมศึกษา สมาคมวิจัยแห่งชาติสำหรับการสอนฟิสิกส์เชิงทดลองในระดับอุดมศึกษา คณะกรรมการการสอนฟิสิกส์ของสมาคมฟิสิกส์จีน และมหาวิทยาลัยการบินและอวกาศปักกิ่ง (BUAA) ได้รับการเปิดเผย ทีมนักศึกษาระดับปริญญาตรีที่ได้รับความช่วยเหลือจาก CAS MICROSTAR จากคณะวิทยาศาสตร์กายภาพและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเซียะเหมิน โดดเด่นเหนือทีมที่เข้าร่วมการแข่งขันจำนวนมาก และได้รับรางวัลรองชนะเลิศในประเภทหัวข้อที่เลือกเอง

รายละเอียดรางวัล

ชื่อเรื่อง:ระบบออปติกแบบปรับตัวที่ใช้หลักการอินเตอร์เฟอโรเมตริกในการแยกข้อมูลเฟส

นักศึกษาที่เข้าร่วมโครงการ:หลู่เหยา หวาง, เหวินห่าว หวาง (เทียนเหวิน), ไคหยู่ซือ, อันเค็กซิน วู

ผู้สอน:ชิงหง หลู, จุน หยิน

ผลงานที่ได้รับรางวัล

การแนะนำ

ออปติกแบบปรับตัวเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญในการสังเกตดาราศาสตร์สมัยใหม่ นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันชื่อแบ็บค็อกเป็นผู้เสนอแนวคิดเรื่อง "การวัดค่าความผิดพลาดของหน้าคลื่นแบบเรียลไทม์และการชดเชยความคลาดเคลื่อนของหน้าคลื่นแบบเรียลไทม์ที่เกิดจากความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศและการรบกวนแบบไดนามิกอื่นๆ โดยใช้องค์ประกอบออปติกที่ผิดรูป" ในปี 1953 ปัจจุบัน กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ในประเทศและต่างประเทศใช้เทคโนโลยีนี้กันอย่างแพร่หลาย กล้องโทรทรรศน์เค็กในฮาวาย กล้อง VLT ของหอดูดาวซีกโลกใต้ของยุโรป และกล้องโทรทรรศน์ขนาด 2.16 เมตรของหอดูดาวซิงหลงของหอดูดาวดาราศาสตร์แห่งชาติได้ทำให้การแก้ไขความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศแบบเรียลไทม์เกิดขึ้นได้ หลังจากนำไปใช้จริงในสาขาการถ่ายภาพดาราศาสตร์ ออปติกแบบปรับตัวได้รับการพัฒนาในสาขาอุตสาหกรรมและโยธาหลายแห่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาที่มีความแม่นยำสูงของกล้องจุลทรรศน์เลเซอร์ระบบและการถ่ายภาพจอประสาทตา เป็นต้น ในปี 2008 ห้องปฏิบัติการหลักด้านออปติกแบบปรับตัวแห่งแรกของจีนได้รับการจัดตั้งขึ้นในสถาบันเทคโนโลยีโฟโตนิกส์และอิเล็กทรอนิกส์ ปัจจุบัน ระดับการวิจัยของจีนในด้านออปติกแบบปรับตัวได้ก้าวขึ้นสู่ระดับขั้นสูงระดับนานาชาติ

ระบบออปติกแบบปรับตัวมีรูปแบบโครงสร้างที่แตกต่างกันมากมายตามสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน ในบรรดานั้น ระบบออปติกแบบปรับตัวที่ใช้หลักการคอนจูเกชันเฟสเป็นโครงสร้างที่ใช้กันทั่วไปที่สุด ระบบออปติกแบบปรับตัวของโครงสร้างนี้ประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ เซ็นเซอร์หน้าคลื่น ตัวควบคุมหน้าคลื่น และตัวแก้ไขหน้าคลื่น แสงที่ปล่อยออกมาจากวัตถุเป้าหมายได้รับผลกระทบจากความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศ ซึ่งทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนของหน้าคลื่น หลังจากลำแสงที่คลาดเคลื่อนผ่านตัวแยกลำแสงแล้ว คลื่นแสงส่วนหนึ่งจะเข้าสู่ระบบถ่ายภาพ และอีกส่วนหนึ่งจะเข้าสู่เซ็นเซอร์หน้าคลื่น เซ็นเซอร์หน้าคลื่นวัดเฟสของคลื่นแสงตกกระทบแบบเรียลไทม์ ผลการวัดหลังจากการประมวลผลตัวควบคุมหน้าคลื่น สร้างบทบาทของสัญญาณควบคุมตัวแก้ไขหน้าคลื่น ตัวแก้ไขหน้าคลื่นจะสร้างและผลการวัดเฟสของหน้าคลื่นมีขนาดเท่ากันแต่ในทิศทางตรงข้ามของปริมาณการแก้ไขเฟสเพื่อชดเชยความปั่นป่วนของบรรยากาศที่เกิดจากการคลาดเคลื่อนของเฟสของหน้าคลื่น เพื่อให้คลื่นแสงที่แก้ไขแล้วกลายเป็นคลื่นใกล้ระนาบ

เมื่อพิจารณาถึงความสำคัญของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับออปติกแบบปรับตัวและความสำคัญในการใช้งานจริงสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อให้ได้ภาพและข้อมูลที่มีคุณภาพสูง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการให้ความสนใจเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ในปัจจุบันมีผู้ผลิตเครื่องมือออปติกรายบุคคลที่สามารถจัดหาโซลูชันออปติกแบบปรับตัวที่เหมาะกับห้องปฏิบัติการได้ โดยมีข้อได้เปรียบด้านพื้นที่สูงปณิธานและความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็วเป็นพิเศษ แต่โดยทั่วไปแล้วมีอุปกรณ์ที่ผสานรวมสูง ความต้องการผู้ปฏิบัติงานที่สูง และปัญหาที่มีราคาแพง ซึ่งจำกัดการโปรโมตในการสอนเป็นส่วนใหญ่ ตามการสำรวจ การสอนฟิสิกส์และดาราศาสตร์ในวิทยาลัยและมหาวิทยาลัยในประเทศในปัจจุบันนั้นโดยพื้นฐานแล้วไม่เกี่ยวข้องกับการทดลองที่เกี่ยวข้องกับออปติกปรับตัว เพื่อจุดประสงค์นี้ ทีมนักศึกษาระดับปริญญาตรีจากมหาวิทยาลัยเซียะเหมิน ภายใต้การชี้นำของอาจารย์ ได้สร้างระบบออปติกปรับตัวชุดหนึ่งโดยอาศัยวิธีอินเตอร์เฟอโรเมตริกเพื่อดึงข้อมูลเฟส โดยแทนที่เซนเซอร์หน้าคลื่นที่มีราคาแพงด้วยระบบอินเตอร์เฟอโรเมตริกออปติก การกู้คืนเฟสหน้าคลื่นผ่านอัลกอริทึมบางอย่าง แทนที่กระจกที่เสียรูปได้หรืออาร์เรย์ไมโครเลนส์ด้วยตัวปรับแสงเชิงพื้นที่ (SLM) เพื่อปรับเฟสและแอมพลิจูดของคลื่นแสง ตระหนักถึงการสอบเทียบของภาพทดสอบในห้องปฏิบัติการ และตระหนักถึงการแก้ไขภาพทดสอบโดยไม่ส่งผลกระทบต่อ ต้นทุนของอุปกรณ์ลดลงอย่างมากโดยไม่ส่งผลกระทบต่อผลการสอน ซึ่งเติมเต็มช่องว่างของออปติกปรับตัวในการสอนเชิงทดลอง

การตั้งค่าการทดลอง

การสนับสนุนและวิสัยทัศน์ของบริษัท

เนื่องจากเป็นอุปกรณ์แกนออปติกดิจิทัลแบบตั้งโปรแกรมได้แบบเรียลไทม์ ตัวปรับแสงเชิงพื้นที่จึงมีความเป็นไปได้ในการใช้งานมากมายในการแข่งขันฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยแห่งชาติ สามารถใช้เป็นองค์ประกอบการเลี้ยวเบนแบบตั้งโปรแกรมได้แบบเรียลไทม์สำหรับช่องเดี่ยว ช่องคู่ ช่องตะแกรง ช่องสามเหลี่ยม ช่องห้าแฉก ช่องหกเหลี่ยม ฯลฯ ใช้เป็นฟิลเตอร์แบบตั้งโปรแกรมได้สำหรับฟิลเตอร์แบบโลว์พาส ช่องสูง และช่องแคบ สามารถใช้เป็นทางเลือกแทนแผ่นมาส์ก สามารถใช้ในการฉายภาพ สามารถสร้างแสงแบบกระแสน้ำวน สามารถสร้างแสงแบบกระแสน้ำวน แสงเบสเซล ลำแสงโปร่งสบาย สามารถแทนที่กระจกผมที่หมุนได้เพื่อสร้างสนามแสงความร้อนเทียม สามารถจำลองความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศได้ นอกจากนี้ยังสามารถเป็นองค์ประกอบโฮโลแกรมได้อีกด้วย การวิจัยและการทดลองบนพื้นฐานของตัวปรับแสงเชิงพื้นที่จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการใช้ความสามารถในการพัฒนาตนเองและการคิดริเริ่มของนักศึกษา

CSC MicroStar เป็นบริษัทที่มุ่งเน้นด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีออปโตอิเล็กทรอนิกส์ โดยมุ่งมั่นส่งเสริมนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและการพัฒนาบุคลากรมาโดยตลอด ในครั้งนี้ CSC MicroStar มอบอุปกรณ์ทดลองฟรีสำหรับเครื่องปรับแสงเชิงพื้นที่ของบริษัท (FSLM-2K39-P) ให้กับทีมที่เข้าร่วมการแข่งขัน ซึ่งถือเป็นการรับประกันที่แข็งแกร่งว่าทีมจะประสบความสำเร็จในการแข่งขันได้ พารามิเตอร์ทางเทคนิคของเครื่องปรับแสงเชิงพื้นที่ (FSLM-2K39-P) นี้มีดังต่อไปนี้:

คุณสมบัติผลิตภัณฑ์:

ราชาแห่งอัตราส่วนราคา/ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์เฟสบริสุทธิ์สะท้อนแสงในและต่างประเทศ ฟังก์ชันทริกเกอร์แบบซิงโครไนซ์ คุณลักษณะหน้าคลื่นสะท้อนแสงที่ยอดเยี่ยม อัตราการใช้ประโยชน์สูง ปัจจัยการเติมสูง ความสั่นไหวของเฟสต่ำ ประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนสูง ความสามารถในการปรับเฟสที่วัดได้ เฟสเป็นเส้นตรงดี สามารถปรับแต่งได้ตามความต้องการของผู้ใช้

พื้นที่การใช้งาน:

การแก้ไขหน้าคลื่น (สามารถใช้สำหรับออปติกแบบปรับได้); การปรับแต่งลำแสง (การสร้างแสงแบบวอร์เท็กซ์ การปรับแต่งแสงด้านบนแบน ลำแสงวงแหวน); การควบคุมลำแสง (การเบี่ยงเบนของลำแสง การแยกลำแสงแบบระนาบ การแยกลำแสงพื้นผิวโค้ง การขยายระยะโฟกัส); การกำหนดลำแสงให้ตรงแนว การแก้ไขความคลาดเคลื่อน มาสก์เฟสที่ตั้งโปรแกรมได้; โฮโลแกรมเชิงคำนวณ; และอื่นๆ อีกมากมาย

CAS MICROSTAR ได้ให้ความสำคัญและสนับสนุนการแข่งขันทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทุกประเภทมาโดยตลอด เรามอบอุปกรณ์ทดลองฟรีให้กับทีมที่เข้าร่วมการแข่งขันนี้ โดยมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาความสามารถของนักศึกษาในมหาวิทยาลัยในการทดลองฟิสิกส์ ส่งเสริมจิตวิญญาณแห่งนวัตกรรมและการทำงานเป็นทีม และส่งเสริมการปฏิรูปการสอนการทดลองฟิสิกส์และการพัฒนาเทคโนโลยีการทดลอง และเราหวังว่าการใช้ประโยชน์จากโอกาสนี้ เราจะสามารถกระตุ้นความสนใจและความกระตือรือร้นของคนหนุ่มสาวในการทดลองด้านออปติกให้มากขึ้น และปลูกฝังพรสวรรค์ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีให้กับประเทศมากขึ้น ในเวลาเดียวกัน เรายังหวังว่าโอกาสนี้จะสร้างแรงบันดาลใจให้คนหนุ่มสาวสนใจและกระตือรือร้นในการทดลองด้านออปติกมากขึ้น เพื่อปลูกฝังพรสวรรค์ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีให้กับประเทศมากขึ้น