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基于霍尔效应的角度传感器的设计与研究

大学物理实验 2024年第2期37卷 44-48页

作者：董宇杰谢茂盛冯卓宏周大进福建师范大学物理与能源学院福建福州350117

针对现有霍尔式角度传感器所存在测量精度低等问题。基于对霍尔效应原理的探究,以霍尔电压与磁场方向的关系为基础,设计了一种基于霍尔效应的角度传感器。自制了小型亥姆霍兹线圈以提供稳定磁场,将霍尔探头固定于支撑架上,通过测量霍尔... 详细信息

针对现有霍尔式角度传感器所存在测量精度低等问题。基于对霍尔效应原理的探究,以霍尔电压与磁场方向的关系为基础,设计了一种基于霍尔效应的角度传感器。自制了小型亥姆霍兹线圈以提供稳定磁场,将霍尔探头固定于支撑架上,通过测量霍尔探头旋转不同角度后的霍尔电压实现角度的高精度测量,在旋转角度不大于75°的情况下,最大测量误差为0.1°。将该传感器应用于探究复摆运动,得到复摆角位移与时间关系图像,实现复摆运动状态的准确测量,所测定的摆动周期与理论值的误差仅为2.0%,证明了该装置能够实现快速响应的高精度角度测量。

关键词：霍尔效应亥姆霍兹线圈角度传感器复摆运动

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基于实时数据采集的摆动力学综合实验

实验室科学 2024年第3期27卷 12-15页

作者：方思云吴雨珣游雁陈志高贾翠红冯卓宏福建师范大学物理与能源学院福建福州350117 福建师范大学物理学国家级实验教学示范中心福建福州350117

在单摆实验基础上,利用转动传感器设计了摆运动的综合实验。准确测量摆动过程中摆角、摆动角速度随时间变化状态,研究了小角度摆动情况下摆球的实时运动状态,验证了单摆小角度摆动的简谐运动,并通过数据拟合准确测定本地重力加速度为9.7... 详细信息

在单摆实验基础上,利用转动传感器设计了摆运动的综合实验。准确测量摆动过程中摆角、摆动角速度随时间变化状态,研究了小角度摆动情况下摆球的实时运动状态,验证了单摆小角度摆动的简谐运动,并通过数据拟合准确测定本地重力加速度为9.77 m/s^(2),百分误差仅为0.22%;同时,研究了大角度摆动时摆球的欠阻尼运动,并测定了摆动过程的空气阻尼系数为0.00224 s^(-1)。该方案通过瞬时量的测量实现了多个动力学知识点的探究,能够有效促进学生对相关知识的理解,激发学生探究运动过程中物理量变化规律的热情。

关键词：摆运动简谐振动欠阻尼运动重力加速度空气阻尼系数

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基于大学物理实验课程的师范生培养实践研究

物理实验 2024年第8期44卷 11-16页

作者：冯卓宏郑卫峰翁存程王丽丽李正陈悦华沈双娟福建师范大学物理与能源学院福建福州350117 福建师范大学物理学国家级实验教学示范中心(福建师范大学) 福建福州350117

促进师范生的创新能力与教学能力协同发展,培养具有综合能力的新时代教师,是师范类院校人才培养的发展趋势.本文提出“项目赋能、思维养成、德育融合、多维促长”的培养模式,即以项目化教学为基础,通过优化课程组织模式、课堂教学方式... 详细信息

促进师范生的创新能力与教学能力协同发展,培养具有综合能力的新时代教师,是师范类院校人才培养的发展趋势.本文提出“项目赋能、思维养成、德育融合、多维促长”的培养模式,即以项目化教学为基础,通过优化课程组织模式、课堂教学方式等手段,针对性地培养学生的创新能力;在实际教学过程中,以基本教学方法和能力培养为基础,重视学生实验能力的拓展,促进学生创新能力和教学能力同向同行;将思政教育融入到课程学习过程的各环节,促进学生自主思政学习;通过优化课程评价模式,将创新实践、思政教育融入课程评价,使课程学习情况评价更加立体.该人才培养模式将师范教育与创新能力培养有机结合起来,对构建全新的教学模式、学生综合能力培养新体系具有重要意义.

关键词：综合性人才培养项目化教学创新实践教学技能大学物理实验课程

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纳米材料与农残检测交叉融合综合实验设计

实验室科学 2024年第1期27卷 26-30页

作者：王哲哲蔡杰毅冯卓宏王丽丽肖委明陈水源福建师范大学物理与能源学院福建福州350117 福建师范大学物理学国家级实验教学示范中心福建福州350117 吉安市园艺场江西吉安343016

打破传统学科之间的壁垒,促进基础研究与应用研究相互衔接,实现多学科交叉融合,对于培养满足国家社会发展需求的复合型高层次创新人才具有重要意义。从纳米材料的制备出发,采用化学还原法获得了银纳米颗粒,结合XPS、SEM对其进行了物性... 详细信息

打破传统学科之间的壁垒,促进基础研究与应用研究相互衔接,实现多学科交叉融合,对于培养满足国家社会发展需求的复合型高层次创新人才具有重要意义。从纳米材料的制备出发,采用化学还原法获得了银纳米颗粒,结合XPS、SEM对其进行了物性表征。在此基础上,采用PERS-F700便携式拉曼检测仪,以贵金属纳米颗粒为增强剂,对红提表皮的倍硫磷进行拉曼快速检测,得出了标准的阳性检测结果。实验涵盖材料的制备、表征及实际应用,融合了材料、物理、化学、农业等专业的相关知识,具有典型的学科交叉特色,有利于锻炼学生的专业技能,提高学生的综合素养和科研创新能力。

关键词：学科交叉综合实验设计纳米材料农残检测拉曼快速检测

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二维空气环型光子晶体的负折射成像特性

物理学报 2009年第11期58卷 7702-7707页

作者：孔令凯郑志强冯卓宏李小燕姜翠华明海福建师范大学物理与光电信息科技学院福州350007 武警福州指挥学院福州350002 中国科学技术大学物理系合肥230026

采用平面波展开法和时域有限差分法研究了由空气环组成的二维三角晶格光子晶体平板的负折射成像特性.研究结果表明对于外半径为0.4a,内半径0—0.13a的空气环型光子晶体,第二能带中归一化频率为0.3的电磁波可以实现有效折射率为-1的负折... 详细信息

采用平面波展开法和时域有限差分法研究了由空气环组成的二维三角晶格光子晶体平板的负折射成像特性.研究结果表明对于外半径为0.4a,内半径0—0.13a的空气环型光子晶体,第二能带中归一化频率为0.3的电磁波可以实现有效折射率为-1的负折射成像.通过光子晶体有效折射率的计算,得到了有效折射率为-1的电磁波频率随空气环内径由0—0.2a变化的规律,并由对应等频曲线的变化解释了结构参数对光子晶体平板成像的影响.

关键词：光子晶体空气环负折射等频曲线

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稀土掺杂聚合物光纤的团簇特性

稀土掺杂聚合物光纤的团簇特性

作者：冯卓宏福建师范大学

学位级别：硕士

本文主要研究了稀土掺杂聚合物光纤的团簇特性。 1、对自行制备的掺Eu(DBM)Phen螯合物的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物光纤的团簇现象进行了深入的研究。建立了团簇化铕离子相互作用的模型，利用团簇化铕离子的速率方程理论，分析... 详细信息

本文主要研究了稀土掺杂聚合物光纤的团簇特性。 1、对自行制备的掺Eu(DBM)Phen螯合物的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物光纤的团簇现象进行了深入的研究。建立了团簇化铕离子相互作用的模型，利用团簇化铕离子的速率方程理论，分析了团簇化离子浓度ρ、团簇化离子之间相互作用时间τ以及稀土掺杂浓度N对光纤透射率的影响，同时结合泵浦光透射率实验得到了掺Eu(DBM)Phen聚合物光纤中团簇化铕离子浓度，分析了该稀土掺杂聚合物光纤不同掺杂浓度情况下的团簇现象。 2、研究了掺Sm(DBM)Phen聚合物光纤的团簇现象。建立团簇化钐离子相互作用的模型，利用团簇化钐离子的速率方程理论，研究了当存在团簇的情况下，掺Sm聚合物光纤中团簇化离子浓度ρ以及团簇化离子之间相互作用时间τ对光纤透射率的影响。同时结合泵浦光透射率实验得到了掺Sm(DBM)Phen的聚合物光纤中团簇化钐离子浓度，分析了该稀土掺杂聚合物光纤不同掺杂浓度情况下的团簇现象。 3、研究了均匀掺杂(无团簇)及存在团簇现象的稀土掺杂聚合物光纤材料的透射率。利用分形团簇模型，结合有限介质近似法(EMA)研究稀土掺杂聚合物光纤材料均匀掺杂及存在团簇现象时，其介电常数的变化情况，从而进一步研究均匀掺杂以及存在团簇情况下，稀土掺杂聚合物光纤材料透射率的变化情况。最后，利用扫描近场光学显微镜(SNOM)分别研究了掺辛酸铕及掺Eu(DBM)Phen聚合物光纤材料的团簇特性，并从两种材料分子结构出发，分析了形成团簇的原因。

关键词：稀土掺杂聚合物光纤速率方程有限介质近似法近场光学

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掺铒PLZT电光陶瓷发光特性

人工晶体学报 2012年第1期41卷 165-170页

作者：冯卓宏林林王哲哲郑志强福建师范大学物理与光电信息科技学院福州350007

测量并分析了Er3+∶PLZT电光陶瓷的吸收光谱和上转换光谱,利用Dexter理论和速率方程理论研究了该材料的发光特性。通过Dexter理论计算得到4I13/2+4I13/2→4I9/2+4I15/2(ET1)和4I11/2+4I11/2→4I15/2+4F7/2(ET2)能量传递过程的交叉驰豫... 详细信息

测量并分析了Er3+∶PLZT电光陶瓷的吸收光谱和上转换光谱,利用Dexter理论和速率方程理论研究了该材料的发光特性。通过Dexter理论计算得到4I13/2+4I13/2→4I9/2+4I15/2(ET1)和4I11/2+4I11/2→4I15/2+4F7/2(ET2)能量传递过程的交叉驰豫几率分别为2.06×105s-1和1.61×105s-1。以此为基础,结合Er3+跃迁的动力学模型,利用速率方程讨论了交叉驰豫过程对4I13/2,4I11/2,4I9/2能级上离子数的影响。通过分析可知,ET1和ET2交叉驰豫过程将会使4I13/2能级粒子数大幅度减少,不利于1550 nm发光,而对800 nm的发光起到较大的促进作用。

关键词：发光特性 PLZT陶瓷 Dexter理论交叉驰豫几率

二维异质结光子晶体中含近邻点缺陷的弯曲波导的可调谐滤波特性

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光学学报 2007年第11期27卷 2034-2037页

作者：刘璟郑志强冯卓宏黄志高福建师范大学物理与光电信息科技学院福州350007

应用时域有限差分(FDTD)法,对光在二维异质结光子晶体中含两个近邻点缺陷直角弯曲波导的传输特性进行了数值模拟研究。计算结果表明,具有特定本征共振频率的光子晶体微腔(点缺陷),可将在其邻近波导中传播的相同频率成分的光波"引入"到... 详细信息

应用时域有限差分(FDTD)法,对光在二维异质结光子晶体中含两个近邻点缺陷直角弯曲波导的传输特性进行了数值模拟研究。计算结果表明,具有特定本征共振频率的光子晶体微腔(点缺陷),可将在其邻近波导中传播的相同频率成分的光波"引入"到微腔中。"引入"的频率依赖于异质结光子晶体弯曲波导和微腔的参量,从而能够实现调变"引入"频率。通过改变点缺陷周围介质材料(液晶)的折射率或相关介质柱半径,可分别实现约31 nm或12 nm的波长调谐范围。计算结果为光通信中的调谐、上/下载滤波器,提供了一条新的设计思路和依据。

关键词：导波光学可调谐光学滤波器时域有限差分法光子晶体异质结

纳米晶对Er^(3+):NaYF_4微晶玻璃发光特性的影响

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硅酸盐学报 2011年第12期39卷 1997-2001页

作者：黄兴勇陈大钦冯卓宏林林龚慧王元生郑志强福建师范大学物理与光电信息科技学院福州350007 中国科学院福建物质结构研究所福州350002

采用熔融-急冷法制备成分相同的Er3+:NaYF4前驱玻璃和纳米晶微晶玻璃,在室温测量样品的吸收光谱、发射光谱及荧光寿命,研究纳米晶对Er3+:NaYF4微晶玻璃发光特性的影响。结果表明:经过可控晶化处理后,样品中形成了20～25nm的纳米晶粒,Er3... 详细信息

采用熔融-急冷法制备成分相同的Er3+:NaYF4前驱玻璃和纳米晶微晶玻璃,在室温测量样品的吸收光谱、发射光谱及荧光寿命,研究纳米晶对Er3+:NaYF4微晶玻璃发光特性的影响。结果表明:经过可控晶化处理后,样品中形成了20～25nm的纳米晶粒,Er3+的Judd-Ofelt强度参量2、4和6均明显减小,确认晶化处理后稀土离子已掺入微晶玻璃的纳米晶颗粒中;晶化处理后,稀土离子的红光发射、上转换荧光和1.5μm荧光均有不同程度的增强效应;不同方式的荧光衰减曲线拟合结果证实Er3+并未完全掺入纳米晶颗粒,计算得到约有88.16%的稀土离子掺入到了纳米晶颗粒。

关键词：微晶玻璃前驱玻璃纳米晶发光特性