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关于本人在地表空间做的光线光斑移动实验及理论分析报告(定稿版 2015.3.14)

关于本人在地表空间做的光线光斑移动实验及理论分析报告(定稿版 2015.3.14)
关于本人在地表空间做的光线光斑移动实验及理论分析报告(定稿版 2015.3.14)

关于本人在地表空间做的光线光斑偏移实验及理论分析报告

周家军(zhoujiajun)

摘要:在地面上,我利用激光笔、球面镜、真空石英管等搭设实验平台,做了有关光斑移动的实验。在几天的观察下,可以看到光斑出现明显的偏移,最大偏移量达0.48米。房间的四周都是密闭的,可排除外界人为或风吹的影响。后来,我用凸透镜做实验,也证实了光斑的确是出现了偏移。难道地球真的拖动以太运动?难道100多年前迈克尔逊(M i c h e l s o n)-莫雷(Morley)所做的那么精密的实验都观察不到的以太漂移就被我这么个简单、粗糙的实验观察到了吗?不是的,实验是有区别的,区别只在于一个地方。绝对静止参照系是存在的,宇宙要存在绝对静止参照系,本文就是告诉大家绝对静止参照系在哪里,本实验的目的就是要证实它的存在。本来,我应该要做更多、更精密的实验,取得更多、更可靠的证据,来说服大家,只是本人能力有限,做不到了。本实验只是一个引申,为本文的开篇提供一个好的开始。本文论述了光速不变原理是什么,绝对静止参照系在哪里,绝对静止参照系和以太是什么关系,绝对静止空间在哪里,宇宙中心在哪里。绝对静止参照系是自然而然存在的,不需要人为假设。速度叠加原理是正确的,可以放到任何参照系。本文对迈克尔逊(M i c h e l s o n)-莫雷(Morley)实验、斐索(A-H.Fizeau)实验、霍克(Hoek)实验、洛奇(L o d g e)实验、Sagnac效应,不需要任何假设性解释,可自然而然的得出结论解释实验结果。我还提出了几个实验,用以检验本文的观点。我还提出一个证伪Sagnac 效应的方法,用以证伪本理论,以及证伪那些所谓的Sagnac效应解释。对于相对论,我提出了7个判决性的实验,希望有条件的人士去验证。我认为,人为的规定一个宇宙最高速度是很滑稽的,就像人为规定高速公路的时速一样。

Sagnac效应不单单只能做曲线运动,用于测量旋转角速度,只需要对其做一些小小的改动,也可以做直线运动,测量直线运动速度。迈克尔逊(M i c h e l s o n)干涉仪和sagnac干涉仪的原理是类似的,同样可以做到Sagnac 效应一样的效果。大家为什么要把迈克尔逊(M i c h e l s o n)干涉仪放在实验室呢,像100多年前的Sagnac一样,把它拿出来吧,放在敞开的车上或者船上,测量旋转角速度或者直线运动速度,或者放在急速旋转的圆盘边上,测量圆盘的旋转线速度或旋转角速度。

我知道本文的观点难以溶入主流世界,若一经发表,必然会在全世界掀起轩然大波。至于能不能发表,那就看运气吧。

关键词:激光笔;球面镜;真空石英管;光斑偏移;凸透镜做光斑偏移实验;宇宙深处;宇宙中心;绝对静止参照系;以太;真空;麦克斯韦(Maxwell)电磁方程式;光线传播速度的定义;光线在介质传播相对的参照系;绝对速度;相对速度;斐索(A-H.Fizeau)流水实验;霍克(Hoek)实验;迈克尔逊(M i c h e l s o n)干涉仪;洛奇(L o d g e)实验;S a g n a c效应;圆盘实验;飞秒脉冲计数器;地球静止卫星测量以太的方法;霍尔效应(Hall effect)测量以太的方法;物质密度和带动光线。

1、实验1:用激光笔、真空石英管、球面镜做光斑实验

用激光笔、真空石英管、球面镜、显示屏等组装一个光路。如图1所示。

将仪器按西、东方向放置。激光笔安装在西面,发射的激光向东穿过真空石英管,到达球面镜,经球镜面反射到西面显示屏上,在显示屏上显示出光斑。房间的窗户用1层黑色遮阳布、1层彩条布、1层篷布、1层纸板挡住,以防光线进入房间,便于白天也能观察光斑。将窗户关严,以防风吹入房间内。实验台是用木板做成的一个架子,长2.4米,宽0.8米,高0.5米,台面上铺12mm厚的钢化玻璃,以防木板晃动变形。激光笔长0.01米,波长650nm。真空石英管直径30mm,端面厚度为4mm,内空长度为1.5米,真空度为0.00045p a。球面镜使用汽车盲点镜,直径约为0.075米。用西面的一堵砖墙做光斑显示屏,用一个1000Ω的可调电阻器、5V充电器连接激光笔电源。实验时使激光笔持续不间断通电。用胶水将激光笔、真空石英管、球面镜等固定在实验台上,以免晃动。

激光有一个宽度,经球面镜反射,在显示屏上出现很大的光斑,球面镜相当于一个放大镜。正式的实验在2014年12月15日8时1分开始,到2014年12月20日8时30分结束,实验观察到光斑往上偏移,测得光斑中心之间的偏移长度约为0.42米。在2014年12月20日8时30分调整球面镜位置,到2014年12月23日7时50分结束,实验观察到光斑往下偏移,测得光斑中心之间的偏移长度约为0.48米。在2014年12月23日8时50分再次调整球面镜位置,并在真空石英管和球面镜之间放置一个放大镜,使激光在球面镜在会集成一个点,使显示屏上的光斑相对缩小,不至于分散太大,到2014年12月28日12时12分结束,光斑往下偏移了约0.05米。

2、实验2:改变激光笔、真空石英管、球面镜位置,再做光斑实验

把仪器按北、南方向放置。激光笔的激光由北向南穿过真空石英管,到达球面镜,经球镜面反射到北面显示屏上,在显示屏上显示出光斑,此显示屏也是一堵砖墙。如图2所示。

实验观察到光斑出现了偏移,没有做到偏移记录。

3、实验1和实验2的光斑移动,这是在封闭空间做的实验。按理说,激光笔、真空石英管、球面镜等都用胶水和实验台粘贴固定了,不管任何时候,光斑应该都不可能移动,但结果却是很不寻常的,这一定是某个地方出现了问题。

我个人深信,绝对静止参照系是存在的。如果光线的传播非要一种媒介的话,那么光线在绝对静止参照系传播时的介质就是以太。以太是绝对静止的,没有任何办法能让以太运动。

在宇宙深处看来,地球在自转,同时绕太阳公转。太阳系在绕银河系公转。银河系也在运动。地球上某一点相对于绝对静止参照系的速度就是地球的自转速度、地球公转速度、太阳系的公转速度、银河系的运动速度的矢量和,称之为绝对速度。可见,因为地球的自转,地球上任何一点的绝对速度都是不相同的。又因为地球自转、地球公转、太阳系的公转、银河系的运动,地球上任何一点的绝对速度及方向在任何时刻都是不相同的。又因为地球公转、太阳系的公转、银河系的运动,地球上任何一点的绝对速度及方向,在地球自转一圈之后,都不相同。

宇宙深处在哪里?

宇宙深处,就是宇宙中心。宇宙是个无限大的体积,没有形状,没有边界,也没有运动,宇宙就是绝对静止的,任何一点都可作为宇宙的中心点。真空没有物质,真空不受任何惯性系约束。真空只有以太,谁也移动不了以太。宇宙无边无际,真空里的任何一点就是宇宙的中心。可以说真空就是宇宙深处,真空就是绝对静止参照系,绝对静止参照系就是真空。光线在真空里传播,光线就是在以太中传播,光线传播速度就以以太为参照物,以太是相对于绝对静止参照系静止的。真空真实存在,绝对静止参照系真实存在,不需要假设。

从麦克斯韦(Maxwell )电磁方程组里可得出电磁波的速度εμ1

=c ,这个速度是有参照物的,任何速度都

必须要有参照物。光线是电磁波的一种,光线的传播速度是以哪个物体为参照物呢?由这一式子里可看出,如果光线是在玻璃里,根据玻璃的磁导率μ和电容率ε,可以得出玻璃里的电磁波的速度c ,它以玻璃为参照物;如果光线是在水里,根据水的磁导率μ和电容率ε,可以得出水里的电磁波的速度c ,它以水为参照物;如果光线是在空气里,根据空气的磁导率μ和电容率ε,可以得出空气里的电磁波的速度c ,它以空气为参照物.如果光线是在真空时,根据真空的磁导率μ和电容率ε,可以得出真空里的光传播速度c ,它就是以以太为参照物。

光线在某一个介质里传播,光速度就是以该介质为参照物。光线在介质里的传播速度是一个恒定值,是由该介质的性质所决定的,是介质的本质属性,只与该介质的磁导率μ、电容率ε有关。光速不变原理,就是光相对于介质的传播速度不变,不需要假设。光没有质量,它只是一个波动,传播速度与发射体(光源)运动状态无关,与观测者的运动状态也无关。

对光线传播进行测量时,观测者和介质之间遵循伽利略相对性原理。依观测者和介质所在的惯性系不同而使得光线的传播速度表现出速度叠加性质,这是伽利略惯性系变换。叠加速度为介质运动速度和介质本质属性的光速(介质静止时的光速度)的矢量和,遵循伽利略速度叠加原理。

4、比如,地球地面就是一个参照系。在地球地面的空气里做光速测量实验时,就有3个惯性系,1个是地面惯性系,1个是空气惯性系, 1个是仪器惯性系。有2个观察者,1个是地面观察者,1个是仪器观察者。一般来说,我们是以地面惯性系、地面观察者来看待地面上的运动。

4.1、当空气和仪器都相对于地面静止,那么空气和仪器之间就没有相对运动,大家都在同一个惯性系下,假如测量长度为L ,光线传播时间为t ,地面的观测者测量得到的光线传播速度是:t L =

c ,仪器的观测者测量得到的光线传播速度是:t

L =c ,两者的测量结果都是一样的。 4.2当空气相对于地面以速度v 运动,而仪器相对于地面静止时:

4.2.1、对地面的观测者来说,他观察到空气夹带光线一起运动,测量到的光速度遵守速度叠加原理,为空气运动速度v 和空气静止时的光速度c 的矢量和。若光线传播方向和介质运动方向相同时,光线传播速度比介质静止时的传播速度要快,为:(c +v ),方程式为:(c +v )*t =L ;若光线传播方向和介质运动方向相反时,光线传播速度比介质静止时的传播速度要慢,为:(c -v ),方程式为:(c -v )*t =L 。

4.2.2、对仪器的观测者来说,他感受到空气在运动,测量到的光速度是空气运动速度v 和空气静止时的光速度c 的矢量和。若光线传播方向和空气运动方向相同时,测量的光线传播速度比空气静止时的传播速度要快,为:(c +v ),方程式为:(c +v )*t =L ;若光线传播方向和空气运动方向相反时,光线传播速度比空气静止时的传播速度要慢,为:(c -v ),方程式为:(c -v )*t =L 。

地面的观测者和仪器的观测者测量得到的光线传播速度都是相同的。

4.3、当空气相对于地面静止,而仪器相对于地面运动时:

4.3.1、对地面的观测者来说,他看到在光线的传播过程中,因为仪器以速度v 运动,会使得光线的传播长度发生变化。若光线的传播方向和仪器的运动方向相同时,光线的传播长度就比仪器静止时的增加了,方程式为:c t =L +v t ;若光线的传播方向和仪器的运动方向相反时,光线的传播长度就比仪器静止时的减小了,方程式为:c t =L -v t 。

4.3.2、对仪器里的观测者来说,根据相对性原理,他分不清是仪器在介质中运动,还是介质向仪器运动。根据相对性原理,他感受到空气向着他在运动,测量到的光速度是空气运动速度v 和空气静止时的光速度c 的矢量和。若光线传播方向和仪器运动方向相同时(即是光线传播方向和空气运动方向相反),测量的光线传播速度比介质静止时的传播速度要慢,为:(c -v ),方程式为:(c -v )*t =L ;若光线传播方向和仪器运动方向相反时(即是光线传播方向和空气运动方向相同时),测量的光线传播速度比介质静止时的传播速度要快,为:(c +v ),方程式为:(c +v )*t =L 。

地面的观测者和仪器的观测者测量得到的光线传播速度最终效果都是一样的,如果他们都能理解的话,那就

是光线的传播速度不变。如果他们的理解不一样的话,对地面的观测者,光线的传播速度c 始终不变。对仪器的观测者,光线的传播速度有时变快,为(c +v ),有时又变慢,为(c -v )。如果仪器的观测者非要规定光线的传播速度在所有的惯性系都不一变,那他就只好得出时间t 在缩短或者在膨胀的结论了。

5、把绝对静止参照系比作地面,把以太比作空气,我们就如仪器上的观察者。真空就是以太,以太是绝对静止的,没有任何人用任何办法使以太运动。当我们在真空测量光线的传播时间t 时,地球是在绝对静止空间运动的,相对于绝对静止参照系以速度v 运动,但我们又不知道运动方向在哪里,因此,当地面的绝对运动方向和光线传播方向互相垂直时,测量的光线传播时间为:c L =

t ;当地面的绝对运动方向和光线传播方向互相平行且同向时,测量的光线传播时间为:v c L ?=

t ;当地面的绝对运动方向和光线传播方向互相平行且反向时,测量的光线传播时间为:v

c L +=t 。这三者的时间都是不同的,如果我们不能跳出惯性系,置身于事外,非要规定光速在任何惯性系都不变的话,要么我们会得出时间在膨胀或者在缩小的结论,要么我们会得到长度在膨胀或者在缩小的结论。虽然至今还没有人做过这方面的实验,但我可以预想到这些事情肯定会发生。这有点像在地球地面上想像地球绕着太阳转的情况,也像在二维的世界想像三维的世界。用一句诗来形容,那就是:不识庐山真面目,只缘身在此山中。

6、对实验的解释及数据分析

在实验1中,光线由西向东穿过真空石英管传播,经球面镜反射回到西面显示屏上,显示出光斑。

地球自西向东自转和公转,在理想的情况下,假设太阳系的公转速度方向和银河系的运动速度方向和地球公转速度方向相同。

在0点,光线传播方向和地球的公转方向互相平行且同向,记录光斑的位置,并设此位置为原点。0点过后,光线传播方向和测点的绝对速度方向交叉同向,光线从西穿入真空石英管,光线在真空管内的传播速度和方向没有改变,而真空管则在绝对速度的拖动下运动,当光线从真空玻璃管穿出时,光斑和原点就有一个微小的位移,这个位移方向向下。这个微小的位移经过球面镜放大,可由肉眼观察到,并记录光斑位置高度。

在6点,光线传播方向和测点的绝对速度方向互相垂直,光斑和原点的位移量最大,光斑向下运动到最大位置。6点过后,光线传播方向和测点的绝对速度方向交叉反向,光斑向上、向原点移动。

在12点,光线传播方向和测点的绝对速度方向互相平行且反向,光斑又回到了原点。12点后,光线传播方向和测点的绝对速度方向交叉反向,真空石英管在绝对速度的拖动下运动,光线从真空石英管的上方穿出,光斑继续向上移动。

到18点,光线传播方向和测点的绝对速度方向互相垂直,光斑和原点的位移量最大,光斑向上运动到最大位置。18点后,光线传播方向和测点的绝对速度方向交叉同向,真空管则在绝对速度的拖动下运动,光线从真空石英管的下方穿出,光斑向下移动。

到了24点,也就是午夜0点,光线传播方向和测点的绝对速度方向互相平行且同向,光斑回到了原点位置。 按照我的设想,在24小时的时间内,光斑应该是上、下有规律的摆动。实验时,我用手机自动拍照,每隔5分钟或10分钟或20分钟拍照一次,结果的确出现光斑的移动,光斑偏移了原来的位置,但总效果不是上、下有规律的摆动,而是向某一个方向偏移。在1天或2天后,总是发现光斑偏移了原来的位置很多很多。我曾一度不知所措,后来一想,一年有365天,一周圈有360度,地球每天要行走1度,就是2616667公里,测量点在太空的位置发生了很大的移动。再者,太阳系的公转速度方向和银河系的运动速度方向并不是理想上和地球公转速度方向相同,它们的运动速度及方向是未知的,并且运动速度比地球的公转速度都要大,它们会拖动真空腔,左右光线的偏移方向。在某一个时刻,测量点的地球自转方向、地球公转方向、太阳系公转方向、银河系运动方向的合成方向是不变的,但不同的时刻点,合成方向是不同的,在24小时中,合成方向总是在发生改变,光斑观察不到有规律的摆动,光斑偏移原来位置的原因也正在于此。

不过,还是有办法观察到光斑上、下有规律摆动的画面的。如上所说,在某一个时刻,测量点的绝对速度合成方向总是不变的,那么,在该时刻,测量光线在360度的圆周内,总会出现2次光线传播方向和合成方向互相平行,2次光线传播方向和合成方向相同垂直,使光斑出现上下摆动的情况。将实验台浮在一个大水槽里,360

度旋转实验台,应该可以观察出光斑上、下有规律的摆动。这个实验已经超出了我的房间面积,我也做不出可以微量移动的实验平台,只好作罢。

激光穿过真空石英管后,微小的位移经球面镜反射放大显示出来,球面镜反射激光的光路图如图3所示:

以球面镜的球心为水平基准线。激光器激光高度为FG=H1,入射光1反射点C距光斑显示屏的长度为CF=L,

入射光1的入射角度为θ1,反射光1的反射光斑B 的高度为BF=H3。激光偏移后成为入射光2,偏移长度为EF=S ,入射光2反射点D 的入射角度为θ2,入射光2的反射光斑A 的高度为AB=H4,那么高度AB 就是光斑的移动范围,用数学公式可推导出光斑的移动关系式为:

∠COH=θ1

∠BCF=2*θ1

L=CF

H3=BF=CF*tg(2*θ1)=L*tg(2*θ1)

2)(

31L H arctg =θ

激光器激光高度为FG=H1,这个量很小,不好测量,可通过推导计算出来:

FG=CH

H1=FG=CH=R*sin θ1

OH=R*cos θ1

激光偏移长度S 的计算,S=EF :

S=K*V*sin φ/C

K 为真空石英管的内空长度,V 为测量点的绝对速度,C 为真空光速,φ为测量点的绝对速度方向和光线传播方向的夹角。

要使光线在传播方向上产生偏移,就要使光线在垂直于光线传播方向上运动,或者使仪器在垂直于光线传播方向上运动。当测量点的绝对速度方向和光线传播方向互相平行时,φ=0度,激光偏移长度最小,为0;当测点的绝对速度方向和光线传播方向互相垂直时,φ=90度,激光偏移长度最大,为S=K*V /C 。

∠DOI=θ2

D I /R =s i n θ2

DI=EG=EF+FG=S+H1

θ2= arcsin((S+H1)/R)

OI=R* cos θ2

HI=OH-OI= R*cos θ1 -R* cos θ2

DE=GI=HI+CF= R*cos θ1 -R* cos θ2 +L

∠ADE=2*θ2

AE=DE*tg(2*θ2)=( R*cos θ1 -R* cos θ2 +L)* tg(2*θ2)

光斑移动范围为:

H4=AB=AE+EF-BF=( R*cos θ1 -R* cos θ2 +L)* tg(2*θ2) +S-H3

球面镜的放大倍数为:

M=H4/S=(( R*cos θ1 -R* cos θ2 +L)* tg(2*θ2)+S-H3)/S

已知量: H3; R ;L ;K ;C ;V ;

S 可由K 、C 、 V 计算出来;

θ1可由H3、L 计算出来;

H1可由R 、θ1计算出来;

θ2可由H1、S 、R 计算出来。

我进行的实验数据如下:光斑的高度H3为0.75米,球面镜的半径R 为0.075米,球面镜到墙边的水平长度L 为3.7米,真空石英管的内空长度K 为1.5米,真空光速C 为299792458米/秒。

代入数值计算可以估计光斑的偏移量。在最理想的情况下,假设光线传播方向和地球的轨道公转运动方向在

同一个平面上,地球公转速度为29800米/秒。那么在0点和12点,光线传播方向和地球公转方向互相平行,以此时此刻的光线光斑为基准。在18点,光线传播方向和地球公转方向互相垂直,光线光斑往上移动到最大值,光斑的最大移动量为:

0.000149299792458

29800*5.1===

c KV S 0.12)7.375.0(2)(31===arctg L H arctg θ 0.0074870.1)sin(*075.0sin *11===θR H

0.101995075

.00.0074870.000149arcsin()arcsin(12=+=+=R H S θ 0.016

75.0000149.0)101995.0*2(*)7.3101995.0cos *075.01.0cos *075.0()*2(*)cos *cos *(3

2214=?++?=?++?=tg H S tg L R R H θθθ

107000149

.0016.04===S H M

同理,在6点,光线传播方向和地球公转方向互相垂直,光线光斑往下移动到最大值。可以计算出光斑的最大移动量H 4=0.016米。

这个光线的光斑移动间距最大为0.016*2=0.032米,观察不是很明显。

太阳的公转速度为250000米/秒,如果能够调整光线传播方向和太阳的公转方向互相平行或是互相垂直,那么就可以测量出这个光线的最大移动量,经过计算,为:

光线往上的最大移动量:H4=0.131米;

光线往下的最大移动量:H4=0.129米;

光线的光斑移动间距最大为0.131+0.129=0.26米

这个偏移长度是可观测的,如果在实验当中,观测到光斑出现偏移,那么就可以说明地球在以太中运动,测量出这个光斑的偏移长度,反过来就可以计算出测量点的以太运动速度及运动方向。

在实际进行当中却是别外一回事。我不知道测量点的以太运动方向在哪里,光线传播方向和测量点的以太运动方向并不在同一个平面上。我的实验台也做不到在立体空间的旋转运动,确定不出测量点的以太运动方向。

实验观察到光斑偏移长度0.42米、0.48米、0.05米,不是某一时刻的测量结果,而是几天的测量结果,在这几天的时间里,测量点的绝对运动方向已经发生很大的改变了。所以这些测量数据,不能代入到上面公式进行反向计算绝对运动速度。

我以前曾经想到用平面镜反射光束,测量偏移量,但经过计算,发现平面镜不能放大光斑,后来才想到用球面镜做实验。当然,如果用高倍短程望远镜来观察光斑,也应该可以观测到光斑的移动,可惜我没有这种望远镜。

实验的确观察到光斑的移动,效果却不是我想象的,得不到光斑有规律的移动。总之,我感受到了地球在以太中运动,却测量不到它的运动速度及运动方向。在前期实验里,我用直径0.048米的金属铁球做这个实验,也测量到光斑的移动。真空石英管我是请别人封装的,真空度为0.00045p a 。当我不用真空石英管时,直接用激光笔照射球面镜或是金属铁球时,想测试一下光斑是否会发生移动。因为我想到光斑的移动是光线在真空石英管的偏移产生的,如果撤去真空石英管,光斑就应该静止不动,以此来反证真空石英管的作用。但结果却出乎我的意料,同样测量到光斑的移动。后来查了一些资料,得知激光总会伴随无规律的光斑漂移。后来,我想,也许激光笔里面是真空封装的,激光在激光笔里面经历了一段真空传播的路程,光斑的漂移也许是这个原因,但是我在查找不到有关激光笔的封装情况,不知道激光笔的真空度是多少的。我尝试过用普通光源做实验验证,但是做不出高亮度细小且平行的光线,只能做出近似的平行光,光强很微弱。在不用真空石英管时,观察到光斑似乎没有偏

移,用真空石英管时,光线太微弱了,看不到光斑。

这个实验并不严谨,它可能是温度的影响引起的变形也不一定,温度的影响有多大,我不能确定。在2014年的夏天、秋天和冬天,我一直都在做这个实验,光斑一样总是出现移动。

在本文即将定稿时,我又做了一个实验。我之前曾经想过用凸透镜来观察光斑,但想到凸透镜的放大倍数不高,不可能观察出光斑的移动轨迹而放弃。直到有一天我画出凸透镜的放大光路图之后,我才认为这是可能的。如下图所示:

激光光线从东向西穿过真空石英管,经凸透镜偏折光线,在西面显示屏上显示出光斑B ,西面显示屏是一面墙体。激光光线距凸透镜光轴的高度为H ,凸透镜的放大倍数为X ,凸透镜的焦距为f ,显示屏到凸透镜的长度为L ,光斑B 的高度为B A =H 1。

真空石英管的长度为K ,测量点垂直于光线传播方向的以太运动速度为v ,方向向上,那么当激光光线穿出真空石英管后光线将往下偏移,偏移量S 为:

c

KV S = 偏移光线穿过凸透镜后偏折光线,在显示屏上显示出光斑C ,实际效果就是光斑从B 点移到了C 点,偏移长

度为B C =H 2。

凸透镜的焦距f 和放大倍数X 的关系为:

X

f 25.0= 激光光线距离凸透镜的光轴高度H 的计算公式为:

f

L H f H ?=1 25

.025.0*11?=?=XL H f f L H H 偏移高度为H 2的计算公式为:

f

L H H f H S ?+=+)()(12 1112)25.0(*25.0*)25

.025.0(

)(*)(H X L X XL H c kv H f L f H S H ???+=??+= 我的实验数据如下:真空石英管k =1.5米,真空光速c =299792458米/秒,凸透镜的放大倍数X =30,显示屏到凸透镜的长度L =8.84米,光斑B 相对于地面来说是倾斜的,面向显示屏光斑在左上方,即南上方位置,折算到水平面,它的高度B A =H 1=0.14米。理论计算如下:

假设v =29800米/秒,那么H 2=0.157;

假设v =250000米/秒,那么H 2=1.32;

可见,理论上光斑的偏移量是非常的大。

用胶水将各个部件固定,如果激光笔、真空石英管、凸透镜都没有位移的话,那么光斑在显示屏上的位置是固定不动的,如果在实验进发生光斑偏移的现象,那么只能是光线发生了偏移。

实验在2015年3月10日20时0分进行,光斑被放大了好多,只能画出标志性的光斑位置,测得光斑偏移高度H 1=0.14米,在3月11日6时6分测得光斑往南偏移了0.11米,在3月12日22时7分光斑完全偏移出显示屏,没有一丝光线在显示屏上,测得光斑至少偏移了0.41米。光斑偏移量发生了大改变,这是因为测量点的以太运动方向逐渐的和光线传播方向互相垂直,加大了光线在真空石英管的偏移量。光斑往南偏移,对应于凸透镜,光线往凸透镜的北边移动,但光线在真空中的位置是不能移动的,所以测量点的以太运动方向和光线偏移方向相反,在向南边运动。另一方面,地球的公转运动方向是自西向东,光斑的偏移应该不是地球公转的影响。如果是受地球公转影响的话,在地球自转过程中,光斑应该就是上、下反复运动,6点往下,18点往上运动,0点和12点居中,实际上并不是,偏移方向是单一的,这只可能是太阳系或银河系运动的结果,我估计,太阳系或银河系应该向着地球的南边的方向运动。

我认为我已经看到地球相对于以太在运动了,但这是很粗糙的,希望有人去做更精密的实验验证。

7、关于历史上以太漂移实验的解释,关于绝对速度、相对速度的概念

在历史上,人们做了很多以太漂移实验,有肯定以太的,也有否定以太的,最后却引出了相对论这个怪兽。只要大家能够接受以太论的观点,那么对以太漂移实验是能够使用经典理论得到自然而然的解释的,不需要相对论来做任何假设。现就对比较有名的以太漂移实验进行解释。

在就以太漂移实验进行解释之前,我先介绍一下速度的概念。速度有绝对速度和相对速度,如上所说,绝对速度就是物体相对绝对静止参照系运动的速度。那么什么是相对速度呢?

相对速度就是物体相对某一个参照物为参照系的运动速度。

我们现在并没有一个统一的参照系,比方说,地球的自转速度,是以地心为参照系。卫星的公转速度,是以地心为参照系。月球的自转速度,是以月球中心点为参照系。各个行星的自转速度及其卫星的公转速度,是以该

行星的中心点为参照系。地球及其它行星的公转速度是以太阳中心点为参照系。太阳的自转速度是以太阳中心点为参照系。恒星的自转速度,是以该恒星的中心点为参照系。太阳系及恒星的公转速度是以银河系中心点为参照系。银河系的运动速度是以某一个星系为参照系。

我们通常所说物体的运动速度,则是以地球地面为参照系,那是在地球地面上测量出来的。如汽车、火车、飞机、轮船、自行车等等的速度都是相对于整个地球地面为参照系的,不是以地球上某一个点、某一个物体为参照物的。打个比方说,地面上的观察者和运动火车上的观察者对天上的飞机进行测量,两者得出的飞机的速度是不同的,因为两者不是同一个惯性系。

在地球地面来说,通常空气是静止的,光线在空气里传播,测量到的光线传播速度就是相对于地球地面的运动速度。

我们生活在地球上,我们所用的速度就是相对速度,就是物体相对于地球地面的运动速度,是我们目前所使用的普适速度。我们目前所使用的惯性系是相对于地球地面为参考系,也就是空气静止时的惯性系。

8、斐索(A-H.Fizeau)流水实验

在这个实验里,有3个惯性系:1是空气惯性系,2是流水惯性系,3是仪器惯性系。有2个观察者:1是地面观察者,2是仪器观察者。通常,我们是以地面观察者来看待这个实验的,空气惯性系和仪器惯性系都是静止惯性系,流水惯性系是运动惯性系。

光线在空气里传播,空气是相对于地面静止的,仪器也是相对于地面静止的,而流水相对于地面运动,相对于仪器运动。

对于地面观察者来说,仪器和空气都是静止的,都是在同一个惯性系里。流水和仪器不在同一个惯性系里,相对于仪器,流水以速度v流动,光线传播符合速度叠加原理,为流水速度v与水介质里的光线传播速度(水静止时的光速度)矢量之和。

对于仪器观察者来说,他分辨不出是水向他运动还是他向水运动,光线传播符合速度叠加原理,为流水速度与水介质里的光线传播速度(水静止时的光速度)矢量之和。

现在,以地面观察者的角度来说明斐索(A-H.Fizeau)流水实验(以仪器观察者的角度可以得到同样的结果)。

如图4所示,光线1和流水方向相同,光线2和流水方向相反。光线1、光线2的光程又分别由两部份组成,一个是在空气里传播的光程,另一个是在流水里传播的光程。因为空气和玻璃管(流水管)相对于地面是静止的,光线在空气和玻璃传播时光程没有变化,光线1和光线2的光程差引起的干涉条纹的变化是受水流的运动影响的。

假设玻璃管内的流水水平长度为L ,光线1在流水传播的时间为t 1,光线2在流水传播的时间为t 2

, 光线在真空里的速度为c ,光线在静止水介质里的速度为c 1

,水流速度为v ,介质水的折射率为n ,那么可分别列出光线1、光线2在水流里的的传播时间:

对于地面观察者来说,光线1的传播方向和水流的方向相同,光线1在流水里的速度为静止的水中的光速和水流速度的矢量和,光线1的光速度v n

c v c +=

+=1。 光线1在水流段的传播时间为: L v c t 2)(11=+

v n

c L v c L t +=+=2211 光线2的传播方向和水流的方向相反,光线2的光速度v n c v c ?=

?=1。 光线2在水流段的传播时间为:

L v c t 2)(12=?

v n

c L v c L t ?=?=2212 光束1、光束2的光程差为:

2222

422(*)12(*v n c Lcvn v n c L v n

c L c t t c ?=+??=?=δ 光程变化引起的条纹移动数为:

)

(42222

v n c Lcvn N ?==λλδ 1851年,斐索(A-H.Fizeau )做了这个实验,实验测得条纹移动数为0.23条。在当时,按照菲涅耳(F r e s n e l )的理论,条纹移动数目为0.2022条条纹,人们认为斐索(A-H.Fizeau )实验符合菲涅耳(F r e s n e l )的理论。

斐索(A-H.Fizeau )的数据为:光的波长λ=5.26×10^-7米(黄光),L =1.4875米,水折射率为n =1.33,v =7.059米/秒,光在真空的速度为c =299792458米/秒,代入公式计算可得:

N= 0.471

理论计算结果和实验值偏差很大。我查到的资料显示,1.4875米是流水玻璃管的单根水平管长度L。我很怀疑这个数字,但在网上查不到斐索(A-H.Fizeau)实验的原始论文数据,不太清楚原论文的情况?如果1.4875米是流水玻璃管的水平总长度2L(即2根水平管的总长度是2L=1.4875米,1根水平管的长度就是L=0.74375米),那么按照菲涅耳(F r e s n e l)的理论计算,条纹移动数目就是0.102,而按照我的理论计算,条纹移动为 0.236,就和实验值0.23相差不大。因本人条件有限,不能重复这个实验,希望有条件的人士来做一做,以检验这个结果。

如果将水换成其他介质,比如空气时,同样会观测到干涉条纹的移动。将光的波长λ=5.26×10^-7米(黄光),L=1.4875米,空气的折射率为n=1.00029,v=7.059米/秒,光在真空的速度为c=299792458米/秒,代入公式计算可得干涉条纹移动的理论计算值为:

N=0.2665

空气一样可以做斐索(A-H.Fizeau)实验,比水流的干涉条纹移动数还要大,这是检验菲涅耳(F r e s n e l)理论的判决性实验,希望有人能做一做。

斐索(A-H.Fizeau)实验的干涉条纹只和水流的速度相关,和仪器的转动无关,致使仪器转过90度、180度,干涉条纹不会为此发生变化。反过来,测量出干涉条纹的移动数量,就可以计算出流水的速度,依此原理可以制作速度计量装置。

9、霍克(Hoek)实验

1868年霍克(Hoek)做了一个实验,实验用分光镜将一束光线分成两路相反的光路穿过一个盛水的玻璃管,再回到分光镜汇合形成干涉,当仪器转过180度之后,干涉条纹没有发生改变。

可以看到,仪器、空气、盛水的玻璃管都是相对于地面静止,它们之间都没有相对运动,都是在同一个惯性系里,因此,不管仪器怎样转动方向,两路光线的光程差都没有改变,干涉条纹没有移动,那是必然的,和以太没有关系。

要使这个实验出现干涉条纹移动,仪器、空气、水三者不能在同一个惯性系里,它们中至少要有一个在光线传播方向上相对于地面运动,比如是空气、是水或是仪器运动。如果是空气或者水流动,斐索实验已经证明能够使干涉条纹发生移动。如果把盛水的玻璃管取消,使两束光路都在空气里传播,同时使空气相对地面静止,而仪器在光线传播方向上相对于地面运动,它所引申出来的就是sagnac效应,接下来会说到这个效应。

10、“迈克尔逊(M i c h e l s o n)—莫雷(M o r l e y)”的以太漂移实验

在这个实验里,两束光线都是在静止空气里传播,仪器和空气都相对于地面静止,两者是在同一个惯性系下。光线传播速度没有任何变化,不管仪器怎样转动,怎样移动位置,两路光线的光程都是相等的,或者说两路光线的光程差都没有改变,所以干涉条纹就不可能会有移动。

10.1、要使迈克尔逊干涉仪在空气中测量到干涉条纹发生移动,有2个办法:

第1个办法是仪器相对于地面静止,空气只在其中的1条光路上平行于光线传播方向上相对于地面运动,即仪器不动,介质运动,就可以观察到干涉条纹的移动。

第2个办法是空气相对于地面静止,仪器在其中的1条光路上平行于光线传播方向上相对于地面运动,即介质不动,仪器运动,就可以观察到干涉条纹的移动。

这2种方法都是等价的。一般情况下,空气相对于地面静止的,现以第2个办法来说明。光路1、光路2的光臂长度为L,仪器以速度v平行于光路1的光线传播方向上运动,空气折射率为n,空气光速为c1,真空光速为c,如图5所示:

光路1和仪器的运动方向互相平行,当光线1向反射镜1传播时,光程增加,时间增加;当光线1从反射镜1反射时,光程减少,时间减少,光线1的总传播的时间为:

2

2

2

1

1

2

1

v

n

c

Lnc

v

c

L

v

c

L

t

?

=

+

+

?

=

光路2和仪器的运动方向互相垂直,光线2的传播时间不受仪器运动速度v的影响,光线2的总传播的时间为:

c

Ln

c

L

c

L

t

2

2

1

1

=

+

=

光路1、光路2的光程差为:

2

2

2

2

3

2

2

2

2

)

2

2

(*

)2

1(*

v

n

c

v

Ln

c

Ln

v

n

c

Lnc

c

t

t

c

?

=

?

?

=

?

=

δ

光程变化引起的条纹移动数为:

)

(

2

2

2

2

2

3

v

n

c

v

Ln

N

?

=

=

λ

λ

δ

假若光的波长λ=5.26×10-7米,L=1米,空气折射率为n=1.00029,v=10米/秒,光在真空的速度为c=299792458米/秒,代入公式计算可得:

N=4.23*10^-9

条纹移动很小,这是因为光线1、光线2在传播过程中抵消了很大的一部份。通过增大光臂长度和仪器的运

动速度,可以提高干涉条纹的测量精度。

依据这个原理,可以制作一种速度测量装置。测量干涉条纹的移动数量,反过来就可以计算出仪器相对于介质(空气)的运动速度,而介质(空气)是相对于地面静止的,就可测量出仪器相对于地面的运动速度。这是检验相对论的判决性实验之1。

10.2、用迈克尔逊干涉仪可以测量到地球相对于以太的运动情况,将1根真空石英管放在光路1上,调整仪器,使光线1的传播方向和地球在以太中的运动方向互相平行。如图6所示:

光路1、光路2的光臂为L ,都相等,真空石英管的内空长度为S 。在此只作简单推导,忽略真空石英管厚度影响,那么光路1、光路2的光程差就只和真空石英管的内空长度为S 有关,与光臂长度L 无关。

在仪器观察者看来,当光线1在真空石英管中向反射镜1传播时,仪器以速度v 在以太中运动,相当于以太以速度v 向仪器运动,光线传播方向和以太运动方向相反,光线的传播速度减少了,光线传播速度为(c -v ),光线传播时间增加了。当光线1在真空石英管中由反射镜1反射传播时,仪器以速度v 在以太中运动,相当于以太以速度v 向仪器运动,光线传播方向和以太运动方向相同,光线的传播速度增加了,光线传播速度为(c +v ),光线传播时间减少了。光线1的总传播时间为:

2221v

c Sc v c S v c S t ?=++?= 在绝对静止参照系看来,可以得到同样的结果。

光路2和仪器的运动方向互相垂直,光线2的传播不受仪器运动速度v 的影响,光线2的总传播的时间为:

c

Sn c S c S t 2211=+= 光路1、光路2的光程差为:

)

(22222(*)21(*222

2222v c c Snv Snc Sc c Sn v c Sc c t t c ?+?=??=?=δ 光程变化引起的条纹移动数为:

)

(222222

22v c c Snv Snc Sc N ?+?==λλδ 假若光的波长λ=5.26×10-7米,S =1米,空气折射率为n =1.00029,光在真空的速度为c =299792458米/秒,地球公转速度v =30000米/秒,代入公式计算可得:

N =-3.67*10^-6

条纹移动很小,这是因为光线1、光线2在传播过程中抵消了很大的一部份。通过增大光臂长度和仪器的运动速度,可以提高干涉条纹的测量精度。

依据这个原理,可以制作一种速度测量方法及装置。根据干涉条纹的移动变化,测量到移动的数量,反过来就可以计算出仪器相对于以太的运动速度,以太是相对于绝对静止参照系静止的,也就可以测量出仪器相对于绝对静止参照系的运动速度。这是检验相对论的判决性实验之2。

11、洛奇(L o d g e )实验

洛奇(L o d g e )实验也是检验以太漂移的一个实验。用分光镜将一束光分成两路,沿相反方向在钢盘旁边走三圈,再回合于望远镜产生干涉条纹。钢盘平行的装在电机的轴上,使其高速旋转。实验结果表明:不论钢盘转速如何,钢盘正转或反转,造成的条纹移动都在误差范围以内。从而证明以太静止。

在这个实验里,仪器、空气都是相对于地面静止,两者都是在同一个惯性系里。它们之间没有相对运动,所以两束光之间的光程没有发生改变。两束光的光程和钢盘的转速无关,与钢盘的正转或反转更无关。要使条纹出现移动,就必须使钢盘能够使周围空气快速运动或旋转,那才会使光程改变,才会使干涉条纹移动。

12、S a g n a c 效应

S a g n a c 效应是一种旋转的干涉仪。

在旋转的干涉仪内,光源发出的光线经分光镜G 分成2束光线,用反射镜M 使它们在一个环路内沿相反的方向循环一圈后,在屏幕上产生干涉条纹。如图7所示:

整个仪器以角速度ω沿顺时针方向转动,光线1沿顺时针方向传播,光线2沿逆时针方向传播,两束光线回到显示屏上干涉。

这就是前面所说的,介质不运动而仪器运动的霍克实验的改正版。光线在静止的空气里传播,仪器相对于地面转动。在地面静止的观测者看来,仪器相对于空气介质在运动。实质上,s a g n a c效应就是利用仪器和空气介质的相对运动产生的,测量的是仪器的运动速度。事实上,斐索流水实验可以看作是仪器不动而介质运动的s a g n a c 效应,测量的是介质的运动速度。

在地面静止的观测者看来,光线1从分光镜出射后沿顺时针传播过程中,反射镜M 、分光镜G 的运动方向和光线1的传播方向相同,光线每走过一段都延长了一个微小的长度,光线传播所用的时间就增加。光线2从分光镜G 出射后沿逆时针传播过程中,反射镜M 、分光镜G 的运动方向和光线2的传播方向相反,光线每走过一段都缩短了一个微小的长度,光线传播所用的时间就减少。因此,可列出关系式,计算出光线1、光线2的传播时间。

假设环路内的总长度为L ,圆盘的旋转角速度为ω,分光镜G 、反射镜M 的运动速度均为V ,空气的光速为c 1,真空光速为c ,空气折射率为n ,那么:

光线1和仪器的旋转方向相同,传播时间为:

111vt L t c +=

v n

c L v c L t ?=?=11 光线2和仪器的旋转方向相反,传播时间为:

221vt L t c ?=

v n

c L v c L t +=+=12 光线1、光线2传播时间差为:

2

222212v n c Lv n v n c L v n c L

t t t ?=+??=?=? 如果不折算到真空光速,而使用空气光速,那么,光线1、光线2传播时间差为:

221212v

c Lv v n c L v n c L

t t t ?=+??=?=? 光线1、光线2在分光前及重合后,是在同一条直线上传播的,对传播的时间差没有影响。

因为v <

2

12c Lv t =? 光速很大,仪器运动速度很小,相比之下,对结果没有什么影响。

在此,我用真空的光速做分析。光线1、光线2的光程差为:

2222222222*v

n c Lcv n v n c Lv n c t c ?=?=?=δ 光程变化引起的条纹移动数为:

)

(2222222222v n c Lcv n v n c Lcv

n N ?=?==λλλδ 假若光的波长λ=5.26×10^-7米,L =1米,空气折射率为n =1.00029,光在真空的速度为c =299792458米/秒,仪器旋转线速度v =10米/秒,代入公式计算可得:

N =0.13

条纹移动很小。通过增大光路的长度和仪器的旋转速度,可以提高干涉条纹的测量精度。

假若仪器不是作旋转运动,而是作直线平移运动。对于光线1,其中1边的光程增加了,另1边的光程就要减少;对应于光线2,1边的光程要减少,另1边的光程要增加。增加和减少的量都是对应相等的,所以光线1、光线2没有光程差。仪器做直线平移运动时观察不到干涉条纹移动,这也就是当年S s a g n a c 要在船上作曲线运动的原因。

因为分光镜G 、反射镜M 的运动速度V 和圆盘的旋转角速度ω成正比:

V =ωR

所以利用这个原理又可以测量圆盘的旋转角速度ω。

在空气中测量的S a g n a c 效应干涉条纹移动,只和光路的长度L 、仪器的运动速度v (或旋转角速度ω)、光线波长λ有关,和光路的面积无关。

现在有利用这个原理制作一种光纤陀螺干涉仪,测量旋转角速度。

它的原理实际上是利用干涉测量出条纹移动数量N ,由N 计算出光纤陀螺的旋转线速度,再根据线速度和角速度的关系,计算出旋转角速度。

因为v <

,由c Lv n v n c Lcv n N λλ222222)(2≈?=,得 L

n c N v 22λ= V =ωR LR n c N R v 22λω==

利用S a g n a c 效应可以对本理论证伪。使用光纤做光线传播环路,往光纤里灌满水并用透光材料密封光纤口,

使水不能流动,光线在充满水的光纤内传播。不管圆盘怎么样转动,水、仪器、光线都以相同的角速度在旋转,水、仪器之间没有相对运动,两束光线在光纤环路内传播没有光程差产生,两束光线的干涉条纹就不会发生移动。

这是一个证伪Sagnac 效应的好方法,也是证伪本理论的好方法,以及证伪那些所谓的Sagnac 效应解释的好方法,有条件的人士可以去做一做实验。

要使仪器作直线平移运动时测量到干涉条纹的移动,就要将其中1边的光路平行于仪器的运动方向,另外3边的光路封闭起来,使其中的介质和仪器一起运动,如图8 所示:

仪器直线平移运动速度为V ,封闭光路和仪器一起运动,光线1、光线2在其内传播时不产生光程差。未封闭光路长度为L ,和仪器的运动方向互相平行,光线1、光线2在静止的空气中传播。对于仪器观察者来说:

光线1和空气的运动方向相同,光线传播速度为(c 1+v ),传播时间为:

L t v c =+11)(

v n

c L v c L t +=+=11 光线2和空气的运动方向相反,光线传播速度为(c 1-v ),传播时间为:

L t v c =?21)(

v n

c L v c L t ?=?=12 光线1、光线2传播时间差为:

2222122v

n c Lv n v n c L v n c L

t t t ?=+??=?=? 光程变化引起的条纹移动数为:

)

(2222222222v n c Lcv n v n c Lcv

n N ?=?==λλλδ 对于地面观察者来说,同样可以得到这个结果。

假若光的波长λ=5.26×10^-7米,L =1米,空气折射率为n =1.00029,光在真空的速度为c =299792458米/秒,仪器直线运动速度v =10米/秒,代入公式计算可得:

N =0.13

条纹移动很小。通过增大光路的长度和仪器的旋转速度,可以提高干涉条纹的测量精度。

依据这个原理,可以制作一种速度测量装置。测量干涉条纹的移动数量,反过来就可以计算出仪器相对于介质(空气)的运动速度,介质(空气)是相对于地面静止的,就可测量出仪器相对于地面的运动速度。这是用s a g n a c 效应测量直线运动速度的方法。

13、测量地球运动的S a g n a c 效应

利用S a g n a c 效应可以在地球地面测量地球的运动。将真空石英管放在S a g n a c 光路的一段上,如图9所示:

自由空间光通信的现状与发展趋势

自由空间光通信的现状与发展趋势 自由空间光通信的现状与发展趋势(一) 1 前言 20世纪90年代后期,随着全光接入网的发展,人们对传输速率的要求越来越高;随着通信范围的延伸,人们对快捷通信链路建立的兴趣进一步提高。自由空间光通信技术因其具有独到的优势,在固定无线宽带技术中,能为宽带接入的快速部署提供一种灵活的解决方案,又得到了极大的关注。其应用范围已从军用和航天逐渐迈入民用领域,其技术本身也在不断的完善中。 自由空间光通信可在以下一些范围发挥重要作用。1)可以作为光纤通信和微波通信冗余链路的备份;2)可以应用于移动通信基站间的互连,无线基站数据回传;3)应用于城域网的建设以及最后一公里接入;4)在技术上或经济上不宜敷设光缆的地区,在不宜采用或限制使用无线电通信的地方;5)在军事设施或其他要害部门需要严格保密的场合6)在企业内部网互连和数据传输。 2 自由空间光通信的基本原理及其特点

自由空间光通信系统(FSO)是以大气作为传输媒质来进行光信号的传送的。只要在收发两个端机之间存在无遮挡的视距路径和足够的光发射功率,通信就可以进行。 系统所用的基本技术是光电转换。在点对点传输的情况下,每一端都设有光发射机和光接收机,可以实现全双工的通信。光发射机的光源受到电信号的调制,并通过作为天线的光学望远镜,将光信号经过大气信道传送到接收端的望远镜。高灵敏度的光接收机,将望远镜收到的光信号再转换成电信号。由于大气空间对不同光波长信号的透过率有较大的差别,可以选用透过率较好的波段窗口。光的无线系统通常使用850nm或1550nm的工作波长。同时考虑到1500nm的光波对于雾有更强的穿透能力,而且人眼更安全,所以1550nm波长的FSO系统具有更广阔的使用前景。 自由空间光通信与微波技术相比,它具有调制速率高、频带宽、不占用频谱资源等特点;与有线和光纤通信相比,它具有机动灵活、对市政建设影响较小、运行成本低、易于推广等优点。自由空间光通信可以在一定程度弥补光纤和微波的不足。它的容量与光纤相近,但价格却低得多。它可以直接架设在屋顶,由空中传送。既不需申请频率执照,也没有敷设管道挖掘马路的问题。使用点对点的系统,在确定发收两点之间视线不受阻挡的通道之后,一般可在数小时之内安装完

自由空间光通信系统的光学天线的制作方法

本技术新型公开了一种自由空间光通信系统的光学天线,属于光通信技术领域。该光学天线包括可360°旋转的设置于一伸缩杆顶部的天线传输头外壳,该伸缩杆通过可沿底座表面旋转的转轴链接于底座表面;其中,天线传输头外壳内部远离伸缩杆顶部一侧依次设有消杂光光阑、瞄准器、副镜开孔的卡塞格伦天线、预准直装置和激光发射接受装置;所述激光发射接受装置包括半导体激光器和接收器;瞄准器包括三个呈中心对称的探测器,该探测器内设有激光光强感应器。本技术新型光学天线的激光束采用空间转直角坐标变换初步对准后,利用以探测器形成的等边三角形的三个顶点为基础,逐一进行对准的方法进行精确对准,可以针对任何变形和信息丢失的波形。 技术要求

1.一种自由空间光通信系统的光学天线,包括天线传输头外壳(1),其特征在于:天线传输头外壳(1)可360°旋转的设置于一伸缩杆(2)顶部,该伸缩杆(2)通过可沿底座(4)表面旋转的转轴(3)链接于底座(4)表面;所述天线传输头外壳(1)内部远离伸缩杆(2)顶部一侧依次设有消杂光光阑(7)、瞄准器(8)、卡塞格伦天线(9)、预准直装置(10)和激光发射接受装置(11);所述激光发射接受装置(11)包括半导体激光器(11-1),半导体激光器(11-1)靠近预准直装置(10)一侧底部设有接收器(11-3),半导体激光器(11-1)与接收器(11-3)之间设有半透半反玻璃(11-2),接收器(11-3)接收到的激光信息输入电脑进行解码分析;所述卡塞格伦天线(9)包括主镜(9-1)和副镜(9-2),其中副镜(9-2)开孔;所述瞄准器(8)包括三个呈中心对称的探测器(8-1),该探测器(8-1)由可在天线传输头外壳(1)径向移动的支撑柱(8-2)和支撑柱(8-2)底部的激光光强感应器(8-3)构成,整个光学天线系统的控制电路设于各部件内部由电脑控制。 2.根据权利要求1所述的一种自由空间光通信系统的光学天线,其特征在于:所述天线传输头外壳(1)前端设有防尘玻璃(6),前端顶部设有遮光檐(5)。 3.根据权利要求1所述的一种自由空间光通信系统的光学天线,其特征在于:所述消杂光光阑(7)由若干内孔径依次减小的遮光圈构成。 技术说明书 一种自由空间光通信系统的光学天线 技术领域 本技术新型属于光通信技术领域,具体是一种自由空间光通信系统的光学天线。 背景技术

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中国移动招聘考试笔试历年真题汇总整理 笔试经验分享一: 第一部分共90道题95分钟,80行测+10移动公司背景知识。行测:20言语+15数量关系+思维10+逻辑20+资料分析15 3*5道资料分析很简单,都是简单的运算,最后一道是纯文字,10道移动公司的背景知识,也有选词,段落大意,句子排序等,题型较全面。 数量关系就是数学应用题,简单的把答案套进去验证就行,难的直接蒙。 思维记不太清了,好像有点奥数的感觉,数学运算的那几道好像都不会,有道题印象很深刻1/2014加到1/2017分之一的整数部分...完全没有挣扎,纯蒙。数推不太难大概三五道的样子。逻辑就是图推,真假话之类的,基本都不太难。 然后95分钟结束,第一单元就关闭页面了,接着做性格测试。这种性格测试我之前没有见过,就凭感觉的点的,30分钟的时间大家差不多不到15分钟就提交了。 笔试经验分享二: 第一科是心理测试,时间半小时,主要是问你有没有自杀倾向什么的。。。其余的都是一些常规问题。。比如最近睡得好不好。。食欲怎么样。。。 印象最深的是有一个问题是我对X生活一点也不感兴趣(四个选项是非常符合、比较符合、比较不符合、非常不符合),真不知道选哪个好。。 第二科目是专业课,时间一小时,没啥好说的都是靠蒙。。。。有单选(1分*40),多选(2分*15),判断(2分*10),和大多选(五个选项的那种)(5分*2)。。。 都挺简单地就是我不会。。从头蒙到尾。。。 第三科是英语,时间半小时,10个单选,10个完形填空,3篇阅读(每篇5个题目)。。。单选就是高考的那种英语单选,完形填空就是淘汰的六级题目那种,阅读3个第一个和第二个都是六级模拟题难度,第3个是最简单的高考难度,,高考啊,,特么的高考难度你放在第三个。。 英语最重要的就是时间,,时间,,,不赶趟,,我是没做完。。。不知道别人。。

空间光调制器的应用

DOI 10.1007/s11141-015-9547-8 Radiophysics and Quantum Electronics,Vol.57,Nos.8–9,January,2015 (Russian Original Vol.57,Nos.8–9,August–September,2014) APPLICATION OF THE PHASE LIGHT MODULATOR IN THE IMAGE OPTICAL ENCRYPTION SCHEME WITH SPATIALLY INCOHERENT ILLUMINATION A.P.Bondareva,N.N.Evtikhiev,V.V.Krasnov,? and S.N.Starikov UDC004.932.4+004.942 +535.42+535.8 We describe application of the phase liquid-crystal spatial light modulator HoloEyePLUTOVIS as an encoding element in the image optical encryption scheme with spatially incoherent illumi- nation.Optical encryption and numerical decryption of test images were conducted.The results of experiments demonstrate the e?ciency of the constructed optical encryption scheme. 1.INTRODUCTION Currently,we are witnessing the existence and intense development of the optical encryption meth-ods characterized by a high speed,simultaneous multichannel processing,and the absence of concomitant radiation in the radio-frequency band.Encryption systems in spatially coherent monochromatic light are widespread.One of the best-known systems uses the double random-phase encryption[1–5].In this case, encryption is performed in monochromatic spatially coherent light using two random phase masks.Appli-cation of random phase masks as two-dimensional encoding keys leads to the fact that such systems have a high cryptographic strength.However,because of the need to record phase,such systems require holo-graphic methods of recording and,correspondingly,complex optical schemes.Moreover,the use of random phase masks leads to a poor-quality encryption of images. To simplify the encryption schemes and improve the decryption quality,one can pass from spatially coherent to spatially incoherent radiation.In this case,recording of the encrypted image is no longer required and the holographic recording scheme becomes unnecessary.The encryption is performed by transmission of monochromatic spatially incoherent radiation from the encrypted object through a di?ractive optical element,resulting in the formation of an intensity distribution described by the object image convolution with a point spread function,namely,an impulse response of the di?ractive optical element in intensity[6, 7].This intensity distribution is the encrypted image recorded by a matrix photosensor. The fundamental possibility of optical encryption in incoherent light was demonstrated in[8],but using a random phase mask as the encoding di?ractive optical element precluded the achievement of an acceptable decryption quality.This is because the point spread function of a random phase mask is virtually unlimited in space and signi?cantly exceeds the size of the encrypted image.As a result,the photosensor records only the central part of the encrypted image,which leads to distortions of the decrypted image.To solve this problem,we suggest that the encoding element is not used as a random phase mask,but as a di?ractive optical element having a given spatially limited point spread function,with length smaller than the size of the encrypted image. ?vitally.krasnov@mail.ru National Nuclear Research University(NNRU),Moscow,Russia.Translated from Izvestiya Vysshikh Ucheb-nykh Zavedenii,Radio?zika,Vol.57,No.8–9,pp.693–701,August–September2014.Original article submitted November11,2013;accepted March31,2014. 0033-8443/15/5708-0619c 2015Springer Science+Business Media New York619

光寻址空间光调制器电寻址空间光调制器实验(浙大)

.. . .. . . 实验报告 课程名称: 2011-2012光信息综合实验 指导老师: 成绩:___ ____ 实验名称: 液晶光阀用于光学图像实时处理 实验类型:综合型 同组学生: 一、实验目的和要求 二、实验容和原理 三、主要仪器设备、操作方法和实验步骤 四、实验结果记录、数据处理分析 五、思考题 六、实验中遇到的问题,心得体会,意见和建议 一、 实验目的和要求 1、了解液晶光阀的工作原理和使用方法; 2、掌握采用液晶光阀实现非相干光——相干光图像转换和图像反转的工作原理和方法; 3、掌握应用液晶光阀进行光学图像实时相减和实时微分的方法,加深对光学图像实时处理的理解。 二、 实验容和原理 1. 液晶特性 (1) 液晶是一种有机高分子化合物,既有晶体的取向特性,又有液体的流动性。 (2) 当液晶分子有序排列时表现出光学各项异性:光矢量沿分子长轴方向时具有较大的非常光折射率ne ;而垂直分子长轴方向位寻常光折射率no(针对p 型液晶材料)。 (3) 晶轴方向即为分子长轴方向。在组成液晶盒的两玻璃间加一电压,其中的液晶分子在电场作用下会沿着电场方向排列,即光轴方向沿电场方向偏转。电场控制了双折射效应的变化。 (4) 液晶光阀正是利用此特点而制成的器件。 2. 液晶光阀结构示意 1--玻璃基片 2--透明电极 3--光导层 4--挡光层 5--介质反射膜 6--定向层 7--液晶层 8--衬垫 E--低压音频电源 K--开关 3. 液晶光阀工作原理 (1) 如液晶光阀结构图所示,工作时将待处理的非相干图像从右侧成像在光电导层上,把它作为写入光。读出光束从左侧入射,经起偏器使其偏振方向与液晶左侧分子指向方向一致。经透明电极、液晶盒之后,在右侧的介质反射膜处返回,再次穿过液晶层经偏振分光镜后,通过一个透光轴方向与起偏器偏振方向垂直的检偏器,成为输出光束。 (2) 由于光阻挡层和反射膜都很薄,交流阻抗很小,因而加在两透明电极之间的外电压主要落在液晶层和光 E 1 8 1 5 4 6 7 6 2 3 K 2 写入光 读出光 偏振分光镜 输出光 专业: 姓名: 学号: 日期: 地点: 玉泉教三209-211

自由空间光通信技术的发展现状与未来趋势

自由空间光通信技术的 发展现状与未来趋势 易成林 (华中科技大学武昌分校,湖北武汉430070) 摘 要:自由空间光通信(Free2Space Optical Columniation,简称FSO)是一种通过激光在大气信道中实现点对点、点对多点或多点对多点间语音、数据、图像信息的双向通信技术,介绍了自由空间光通信的国内外研究现状,分析了应用现状和未来发展趋势。 关键词:自由空间;光通信技术;现状;趋势 中图分类号:F623 文献标识码:A 文章编号:167223198(2007)0920263202 1 自由空间光通信的研究现状 1.1 基于光电探测器直接耦合的FSO系统 早在30多年前,自由空间光通信曾掀起了研究的热潮,但当时的器件技术、系统技术和大气信道光传输特性本身的不稳定性等诸多客观因素却阻碍了它的进一步发展。与此同时,随着光纤制作技术、半导体器件技术、光通信系统技术的不断完善和成熟,光纤通信在20世纪80年代掀起了热潮,自由空间光通信一度陷入低谷。然而,随着骨干网的基本建成以及最后一公里问题的出现,以及近年来大功率半导体激光器技术、自适应变焦技术、光学天线的设计制作及安装校准技术的发展和成熟,自由空间光通信的研究重新得到重视。 在国外,FSO系统主要在美英等经济和技术发达的国家生产和使用。到目前为止,FSO己被多家电信运营商应用于商业服务网络,比较典型的有Terabeam和Airfiber公司。在悉尼奥运会上,Terabeam公司成功地使用FSO设备进行图像传送,并在西雅图的四季饭店成功地实现了利用FSO设备向客户提供10OMb/s的数据连接。该公司还计划4年内在全美建设100个FSO城市网络。而Airfiber公司则在美国波士顿地区将FSO通信网与光纤网(SON ET)通过光节点连接在一起,完成了该地区整个光网络的建设。 目前商用的FSO系统(见图1)通常采用光源直接输出、光电探测器直接耦合的方式,这种系统有以下几点缺点: (l)半导体激光器出射光束在水平方向和垂直方向的发散角不同,且出射光斑较粗,因此我们需要先将出射光束整形为圆高斯光束再准直扩束后发射,这样发射端的光学系统就较为复杂,体积也会相应增大。 (2)在接收端,光斑经光学天线会聚之后直接送入PD 转化为电信号。通常,我们需要提供点到点的,双向的通信系统,这样,FSO系统的每个终端都包括了激光器,探测器,光学系统,电子元器件和其中有源器件所需要的电源。这种系统的体积通常比较大,重量大,成本也比较高。从FSO 系统终端的内部结构图中可以看出,完成一个简单的点到点的链路需要6个OE转换单元。随着人们对带宽的需求越来越高,PD的成本也越来越高,6个O E转换单元大大增加了成本闭。 (3 )FSO终端设备一般安装于楼顶,如果终端中含有大量的有源设备,会给我们的安装带来了很多不方便。 (4)系统的可扩展性很小。如果用户所需要的带宽增加,那么封装在一起的整个FSO系统终端都需要被新的终端取代,安装新设备的过程需要再次对准,整个升级过程所需要的时间很长,给人们带来巨大的损失。 图1 基于PD直接接受的FSO系统 1.2 基于光纤耦合技术的FSO系统 光纤输出、光纤输入的自由空间光通信系统(见图2 ),激光器输出的高斯光束耦合至光纤再经准直出射,传输一定距离后,光束通过合适的聚焦光学系统聚焦在光纤纤芯上,沿着光纤传输后经PD接收还原信号。这样我们通过在发射和接收端都采用光纤连接的方式,只需要在楼顶放置光学天线系统,而将其他的控制系统通过光纤放置于室内就可以实现点到点的连接,整个系统结构简单,易于安装。 图2 基于光纤的FSO系统 这种新型的FSO系统具有以下优点:①减少了不必要的E一O转换,一条链路现在只需要2个O E接口即可,大大降低了成本。②光学系统较为简单,光纤出射的光束一般为圆高斯光,不需要整形,简化了光学系统,减小了体积,易于安装。③易于升级及维护,当用户的带宽增加时,我们只需要对放置在室内的系统进行升级即可,免去了复杂繁琐的对准过程。④基于光纤耦合的空间光通信系统能够很 — 3 6 2 —

移动校园招聘考试笔试题库历年考试真题

移动校园招聘考试笔试题库历年考试真题 文档编制序号:[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

中国移动公司招聘考试笔试真题复习资料中国移动是采用统一考试的形式,报考不同省区的人考同一份卷子,考试是机考,主要内容涵盖行测、英语、专业知识和性格测试和企业文化,建议报考的同学提前做好复习准备,考试复习资料可以到“易壹考资料网”上面找找,资料确实不错,比较有针对性,资料都是上次参加考试的学长们精心整理出来的,大家可以去了解一下 中国移动的校园招聘笔试环节采用统一考试的方式,中国移动的笔试分专业进行,主要有技术类,财务类、财务金融类、市场类等,在全国多个城市设置考场,应聘者在通过计算机测试平台参加统一命题的考试,具体单位有天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、黑龙江、上海、江苏、浙江、福建、江西、山东、河南、湖南、广西、海南、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆25家省公司以及设计院、移动学院、深圳公司、信息港中心、财务公司、在线公司、咪咕公司、卓望公司8家直属单位和专业公司。中国移动集团公司将统一在长春、哈尔滨、大连、南京、合肥、成都、重庆、武汉、广州、西安、北京等城市的重点高校组织开展校园宣讲及见面会活动,欢迎各位同学届时到场。 “移”路有你、“和”你在一起 “和你在一起”,一句贴心的企业承诺,即将承载着最真挚的期盼和梦想走进大学校园,改变小伙伴们的人生轨迹。金秋时节,中国移动通信集团公司2016年度校园招聘正式拉开帷幕,作为国内三大运营商之一的中国移动,本次计划为集团下属的北京、天津、河北、山西、内蒙

古、辽宁、吉林、黑龙江、上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东、河南、湖北、湖南、广东、广西、海南、重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆31家省公司,以及设计院、终端公司、政企客户分公司、财务公司、物联网公司、深圳公司、苏州研发中心、杭州研发中心、在线服务公司、咪咕分公司、研究院、移动学院、信息港中心、信安中心、采购共享中心、卓望公司等专业公司和直属单位,面向国内外各大院校诚聘人才。 中国移动通信集团公司于2000年5月16日挂牌成立,注册资本518亿元人民币,资产规模超过万亿元人民币。连续15年入选《财富》“世界500强”企业,2015年列《财富》杂志世界500强55位,2015年“Brands’ 100全球最强势品牌榜”第15位。中国移动成立十五年来,始终坚持客户为根,服务为本,使企业从小到大、由大变强,成为全球网络规模最大、客户数量最多,具有较强国际竞争力、较高市场价值和品牌价值的通信运营企业。目前,中国移动的基站总数超过250万个,客户总数达8.17亿户。And!和商业主品牌,寓意着A new dream,中国移动在4G时代的新梦想。它代表着世界主流的移动通信技术,覆盖广泛、高品质的网络,丰富的业务和差异化的服务。 中国移动诚邀你的加入,“移”路有你,在你身边,为你实现! 2013年9月28日,中国移动换上了由正邦品牌顾问服务集团设计的新LOGO。新LOGO以新的纽带相握为造型,不仅很好 中国移动新标志的延续了中国移动的品牌形象资产,又使整个形象更加简洁动感、互通顺畅,也打开了互联网特征的延伸性。时尚、亲

自由空间光通信及可见光通信市场分析

自由空间光通信及可见光通信市场分析 什么是自由空间光通信? 无线通信经常面临带宽限制和低速数据传输等难题。但是,作为航空和国防领域有名的无线技术,自由空间光通信(FSO)则消除了传统无线通信系统所面临的诸多问题。该技术目前适用于卫星连接、深空探测器、偏远地区通信、无人机(UAVs)以及飞行器等。自由空间光通信适用于视线内的点对点通信。它使用不同的调制技术,如振幅与相位调制,用于将输入信息转化为数字信号,进而实现进一步传输。自由空间光通信的最新趋势受限于旨在改善通信传输数据流程和质量的先进编码方案的引入和发展。 自由空间光通信:市场推动力和限制因素 自由空间光通信由于其提供的诸多好处而越来越受欢迎,包括安装成本低、带宽利用率高、数据传输速度快、连接性提高等。此外,自由空间光学技术也适用于军事和商业应用,如电信。自由空间光通信的工作原理与光纤技术相同,只不过它使用空气作为传输信息的媒介,而不是光纤光缆。与此同时,自由空间光学通信的设置只需几个小时的安装。这些都是影响自由空间光通信市场发展的重要因素。然而,自由空间光学通信市场面临着一些挑战。例如,在两点之间部署自由空间光学通信设置之前,两者之间的视线内必须没有任何障碍物,如树木或建筑物等。此外,由于雾和大气湍流等因素,自由空间传播可能会受到干扰。由于光波的吸收、散射和反射,雾的存在会严重阻碍光波的传播特性。大气湍流可以引起闪烁,从而进一步增加比特误码率。这也是制约自由空间光通信市场发展的一些因素。 自由空间光通信:市场细分 自由空间光通信市场可以根据组件、数据类型、调制类型、应用、终端用户和区域进行细分。从组件方面来看,可以将市场细分为发射机、接收器、收发器、调制器、解调器等。发射器和接收器用于单向通信,而收发器则用于双向通信。使用自由空间光通信传输的不同类型的数据包括图像、声音以及视频等。从调制方面来看,自由空间光通信市场可以分割为振幅、频率、相位和偏振。此外,从应用方面来看,可以将市场细分为航空航天和国防、电信、医疗保健、灾害管理、存储区域网络(SAN) 等。从终端用户方面来看,可以将市场细分为企业和商业

自由空间光通信技术的发展现状与未来趋势

自由空间光通信技术的发展现状与未来趋势 自由空间光通信(Free-Space Optical Columniation,简称FSO)是一种通过激光在大气信道中实现点对点、点对多点或多点对多点间语音、数据、图像信息的双向通信技术,介绍了自由空间光通信的国内外研究现状,分析了应用现状和未来发展趋势。 标签:自由空间;光通信技术;现状;趋势 1 自由空间光通信的研究现状 1.1 基于光电探测器直接耦合的FSO系统 早在30多年前,自由空间光通信曾掀起了研究的热潮,但当时的器件技术、系统技术和大气信道光传输特性本身的不稳定性等诸多客观因素却阻碍了它的进一步发展。与此同时,随着光纤制作技术、半导体器件技术、光通信系统技术的不断完善和成熟,光纤通信在20世纪80年代掀起了热潮,自由空间光通信一度陷入低谷。然而,随着骨干网的基本建成以及最后一公里问题的出现,以及近年来大功率半导体激光器技术、自适应变焦技术、光学天线的设计制作及安装校准技术的发展和成熟,自由空间光通信的研究重新得到重视。 在国外,FSO系统主要在美英等经济和技术发达的国家生产和使用。到目前为止,FSO己被多家电信运营商应用于商业服务网络,比较典型的有Terabeam 和Airfiber公司。在悉尼奥运会上,Terabeam公司成功地使用FSO设备进行图像传送,并在西雅图的四季饭店成功地实现了利用FSO设备向客户提供10OMb/s 的数据连接。该公司还计划4年内在全美建设100个FSO城市网络。而Airfiber 公司则在美国波士顿地区将FSO通信网与光纤网(SONET)通过光节点连接在一起,完成了该地区整个光网络的建设。 目前商用的FSO系统(见图1)通常采用光源直接输出、光电探测器直接耦合的方式,这种系统有以下几点缺点: (l)半导体激光器出射光束在水平方向和垂直方向的发散角不同,且出射光斑较粗,因此我们需要先将出射光束整形为圆高斯光束再准直扩束后发射,这样发射端的光学系统就较为复杂,体积也会相应增大。 (2)在接收端,光斑经光学天线会聚之后直接送入PD转化为电信号。通常,我们需要提供点到点的,双向的通信系统,这样,FSO系统的每个终端都包括了激光器,探测器,光学系统,电子元器件和其中有源器件所需要的电源。这种系统的体积通常比较大,重量大,成本也比较高。从FSO系统终端的内部结构图中可以看出,完成一个简单的点到点的链路需要6个OE转换单元。随着人们对带宽的需求越来越高,PD的成本也越来越高,6个OE转换单元大大增加了成本闭。

2017年中国移动校园招聘考试笔试题库历年考试真题

2017年中国移动校园招聘考试笔试题库历年考试真题

中国移动公司招聘考试笔试真题复习资料中国移动是采用统一考试的形式,报考不同省区的人考同一份卷子,考试是机考,主要内容涵盖行测、英语、专业知识和性格测试和企业文化,建议报考的同学提前做好复习准备,考试复习资料可以到“易壹考资料网”上面找找,资料确实不错,比较有针对性,资料都是上次参加考试的学长们精心整理出来的,大家可以去了解一下 中国移动的校园招聘笔试环节采用统一考试的方式,中国移动的笔试分专业进行,主要有技术类,财务类、财务金融类、市场类等,在全国多个城市设置考场,应聘者在通过计算机测试平台参加统一命题的考试,具体单位有天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、黑龙江、上海、江苏、浙江、福建、江西、山东、河南、湖南、广西、海南、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆25家省公司以及设计院、移动学院、深圳公司、信息港中心、财务公司、在线公司、咪咕公司、卓望公司8家直属单位和专业公司。中国移动集团公司将统一在长春、哈尔滨、大连、南京、合肥、成都、重庆、武汉、广州、西安、北京等城市的重点高校组织开展校园宣讲及见面会活动,欢迎各位同学届时到场。 “移”路有你、“和”你在一起 “和你在一起”,一句贴心的企业承诺,即将承载着最真挚的期盼和梦想走进大学校园,改变小伙伴们的人生轨迹。金秋时节,中国移动通信集团公司2016年度校园招聘正式拉开帷幕,作为国内三大运营商之一的中国移动,本次计划为集团下属的北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东、河南、湖北、湖南、广东、广西、海南、重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆31家省公司,以及设计院、终端公司、政企客户分公司、财务公司、物联网公司、深圳公司、苏州研发中心、杭州研发中心、在线服务公司、咪咕分公司、研究院、移动学院、信息港中心、信安中心、采购共享中心、卓望公司等专业公司和直属单位,面向国内外各大院校诚聘人才。 中国移动通信集团公司于2000年5月16日挂牌成立,注册资本518亿元人民币,资产规模超过万亿元人民币。连续15年入选《财富》“世界500强”

空间光通信技术简介

空间光通信技术简介 空间光通信又称为激光无线通信或无线光通信。根据用途又可分为卫星光通信和大气光通信两大类。自从60年代激光器问世开始,人们就开研究激光通信,这时的研究也主要集中在地面大气的传输中,但因各种困难未能进入实际应用。低损耗光纤波导和实用化半导体激光器的诞生为激光通信的实际应用打开了大门,目前光纤通信已经遍布世界各国的各个城市。由于对无线通信的需求的增长,再有卫星激光通信的快速发展,自从90年代开始,人们又开始重新对地面无线光通信感兴趣,进行了大量的研究,并且开发出可以实用的商业化产品。 一、开展空间光通信研究的意义及应用前景 1.作为卫星光通信链路地面模拟系统的技术组成部分 卫星光通信链路系统在上卫星前必须有地面模拟演示系统,以保障电子系统、光学系统、机械自动化控制系统等各子系统的良好工作。在链路捕捉完成以后,与以太网相连的无线光通信系统借助于光链路的桥梁,源源不断地输送以太网上的信息,这是考验光链路稳定性能的重要指标。 2.为低轨道卫星与地面站间的卫星光通信打下良好的技术基础 低轨道卫星与地面站的通信会受到天气的影响,选择干旱少雨地区建立地面站在相当程度上缓解了这一矛盾,再通过地面站之间的光纤网可以把卫星上信息送到所需地点,这从技术上牵涉到空间光通信网与光纤网连接问题,这方面问题已经基本得到解决。 3.空间光通信具有巨大的潜在市场和商业价值 ●可以克服一些通常容易碰到的自然因素障碍 当河流、湖泊、港湾、马路、立交桥和其它自然因素阻碍铺设光纤时,无线光通信系统可跨越宽阔的河谷,繁华的街道,将两岸或者岛屿与陆地连接起来。 ●提供大容量多媒体宽带网接入 用无线光通信系统作为接入解决方案,不需耗资、耗时地铺设光纤就能满足对办公大楼或商业集中区大容量接入的需要。 ●可为大企业、大机关提供内部大容量宽带网 无线光通信系统能在企业、机关范围内为建筑物与建筑物之间的大容量连接提供一种开放空间传送的解决方案。 ●为公安、军队等重要部门提供高速宽带保密通信。 ●支持灾难抢救的应急系统 无线光通信系统可为灾难抢救提供一种大容量的临时通信解决方案 ●为一时性大规模的重要活动提供临时的大规模通信系统 例如,奥运会和其他体育运动会、音乐会、大型会议以及贸易展览会等专门活动往往需要大容量宽带媒体覆盖。无线光通信系统能提供一种迅速、经济而有效的解决方案,不受原有通信系统的带宽限制,也不用再去办理光纤铺设许可证。 二、空间光通信的优势 1.组网机动灵活 无线光通信设备将来可广泛适用于数据网(Ethernet,Token Ring,Fast Ethernet,FDDI,ATM,STM-x等)、电话网、微蜂窝及微微蜂窝(E1/T1—E3/T3,OC-3等)、多媒体(图像)通信等领域。可以把这些网上信息加载在光波上,在空气中直接传输出去,这种简便的通信方式对于频率拥挤的环境是非常理想的,例如:城市、大型公司、大学、政府机构、办公楼群等。2.克服天气对激光传输的影响,实现全天候通信

光寻址空间光调制器电寻址空间光调制器实验(浙大)

实验报告 课程名称: 2011-2012光信息综合实验 指导老师: 成绩:___ ____ 实验名称: 液晶光阀用于光学图像实时处理 实验类型:综合型 同组学生姓名: 一、实验目的和要求 二、实验内容和原理 三、主要仪器设备、操作方法和实验步骤 四、实验结果记录、数据处理分析 五、思考题 六、实验中遇到的问题,心得体会,意见和 建议 一、实验目的和要求 1、了解液晶光阀的工作原理和使用方法; 2、掌握采用液晶光阀实现非相干光——相干光图像转换和图像反转的工作原理和方法; 3、掌握应用液晶光阀进行光学图像实时相减和实时微分的方法,加深对光学图像实时处理的理解。 二、实验内容和原理 1. 液晶特性 (1) 液晶是一种有机高分子化合物,既有晶体的取向特性,又有液体的流动性。 (2) 当液晶分子有序排列时表现出光学各项异性:光矢量沿分子长轴方向时具有较大的非常光折射率ne ;而垂直分子长轴方向位寻常光折射率no(针对p 型液晶材料)。 (3) 晶轴方向即为分子长轴方向。在组成液晶盒的两玻璃间加一电压,其中的液晶分子在电场作用下会沿着电场方向排列,即光轴方向沿电场方向偏转。电场控制了双折射效应的变化。 (4) 液晶光阀正是利用此特点而制成的器件。 2. 液晶光阀结构示意 1--玻璃基片 2--透明电极 3--光导层 4--挡光层 5--介质反射膜 6--定向层 7--液晶层 8--衬垫 E--低压音频电源 K--开关 3. 液晶光阀工作原理 (1) 如液晶光阀结构图所示,工作时将待处理的非相干图像从右侧成像在光电导层上,把它作为写入光。读出光束从左侧入射,经起偏器使其偏振方向与液晶左侧分子指向方向一致。经透明电极、液晶盒之后,在右侧的介质反射膜处返回,再次穿过液晶层经偏振分光镜后,通过一个透光轴方向与起偏器偏振方向垂直的检偏器,成为输出光束。 (2) 由于光阻挡层和反射膜都很薄,交流阻抗很小,因而加在两透明电极之间的外电压主要落在液晶层和光电导层上。控制液晶电光效应的实际电压值就由光电导层与液晶层的实际阻抗之比来决定,即取决于光电导层上的光照情况。 E 1 8 1 5 4 6 7 6 2 3 K 2 写入光 读出光 偏振分光镜 输出光 专业: 姓名: 学号: 日期: 地点: 玉泉教三209-211

移动校招笔试试题精华

1、中国移动的企业核心价值观的核心内涵是(A D) A、责任 B、创新 C、人本 D、卓越 E、其他 2、品牌让(C)更有价值 A、品质 B、质量 C、产品 D、服务 3、成为卓越品质的创造者,其核心在于,以(C)为目标。 A、发展用户规模 B、企业盈利水平 C、客户需求的洞察、挖掘和满足 D、市场份额 4、中国移动的员工要以(C)为安身立命的根本。 A、卓越品质 B、忧患意识 C、责任 D、任务 5、中国移动企业文化理念体系由(ABC)三部分组成 A、核心价值观 B、使命 C、愿景 D、企业定位 6、中国移动目前已建成一个(ABCD)的通信网络。 A、覆盖范围广 B、通信质量高 C、业务品种丰富 D、服务水平一流 7、中国移动的核心价值观是_______________________, 企业使命是_________________, 企业愿景是___________________。 8、中国移动的三大品牌是____________、_________________、____________________。 9、中国移动的2G网络制式是________。 10、3G三种主流技术标准为_____________、______________、______________________。 11、4G有哪两种制式_____________、_____________,其中中国移动使用的是__________。 12、移动通信采用的多址方式有(ABCD) A、FDMA B、TDMA C、CDMA D、SDMA 13、TD-LTE中采用的多址技术是(A) A、OFDMA B、FDMA C、TDMA D、CDMA 14、4G系统里面,主流的基站配置是(C)扇区 A、2 B、3 C、4 D、5 15、用户在拨打电话时,能否接收短信(A) A、能 B、不能 C、不确定 16、吸引用户体验的关键点是(D) A、简单的操作、免费的试用 B、设身处地的业务设计 C、较低的使用门槛 D、以上均是关键点 17、下列哪种业务不属于移动3G的特色业务(B) A、多媒体彩铃 B、彩信 C、可视电话 D、视频留言 18、目前竞对手主要策略不包括(A) A、交叉补助 B、极端资费 C、行业信息化 D、企业信息化 19、客户期望与实际获得服务之间的差距,称之为(C) A、质量标准差距 B、管理层认知差距 C、质量服务感知差距 D、服务传递差距 20、集团客户分流服务的直销渠道指的是(D) A、合作伙伴 B、营业厅 C、互联 D、集团客户经理 21、TD--LTE是(D) A、时分演进 B、长期演进 C、码分长期演进 D、时分长期演进 22、TD--LTE核心优势(A) A、高速率、低时延、永远在线 B、高速率、低时延、多应用 C、低时延、多应用、永远在线 D、低时延、扁平化、永远在线 23、下面哪项因素不影响4G信号稳定性?(B)

空间光调制器参数测量与创新应用实验实验讲义

空间光调制器参数测量与创新应用实验 实验讲义 大恒新纪元科技股份有限公司 所有不得翻印

前言 空间光调制器是一类能将信息加载于一维或两维的光学数据场上,以便有效的利用光的固有速度、并行性和互连能力的器件。这类器件可在随时间变化的电驱动信号或其他信号的控制下,改变空间上光分布的振幅或强度、相位、偏振态以及波长,或者把非相干光转化成相干光。由于它的这种性质,可作为实时光学信息处理、光计算等系统中构造单元或关键的器件。空间光调制器是实时光学信息处理,自适应光学和光计算等现代光学领域的关键器件,很大程度上,空间光调制器的性能决定了这些领域的实用价值和发展前景。 空间光调制器一般按照读出光的读出方式不同,可以分为反射式和透射式;而按照输入控制信号的方式不同又可分为光寻址(OA-SLM)和电寻址(EA-SLM) 。最常见的空间光调制器是液晶空间光调制器,应用光-光直接转换,效率高、能耗低、速度快、质量好。可广泛应用到光计算、模式识别、信息处理、显示等领域,具有广阔的应用前景。 本实验是传统光信息处理实验与计算机等先进技术手段相结合的现代光学实验,旨在让学生了解空间光调制器的广泛应用和科研价值。本实验注重学生对光信息处理中关键器件的理解,同时利用SLM解决实际科研与产业应用问题的能力,实验直观且有很强的指导性,可作为相关专业学生的研究型实验。

实验一SLM 液晶取向测量实验 一、 实验目的 1. 了解空间光调制器的基础知识。 2. 理解空间光调制器的透光原理。 3. 测量空间光调制器的前后表面液晶分子取向,计算液晶扭曲角。 二、 实验原理 根据液晶分子的空间排列不同,可将液晶分为向列型、近晶型、胆甾型3类。其中扭曲向列液晶 (Twisted Nematic Liquld Crystal ,TNLC)是液晶屏的主要材料之一,它是一种各向异性的媒质,可以看作是同轴晶体,它的光轴与液晶分子的长轴平行。TNLC 分子自然状态下扭曲排列,在电场作用下会沿电场方向倾斜,过程中对空间光的强度和相位都会产生调制。 想定量分析液晶屏对光的调制特性,需要将调制过程用数学方法来模拟,液晶盒里的扭曲向列液晶可沿光的透过方向分层,每一层可看作是单轴晶体,它的光学轴与液晶分子的取向平行。由于分子的扭曲结构,分子在各层间按螺旋方式逐渐旋转,各层单轴晶体的光学轴沿光的传输方向也螺旋式旋转。如图1.1所示。 图1.1 TNLC 分层模型 在空间光调制器液晶屏的使用中,光线依次通过起偏器P 1、液晶分子、检偏器P 2,如图1.2所示。光路中要求偏振片和液晶屏表面都在x-y 平面上,图中已经分别标出了液晶屏前后表面分子的取向,两者相差90°。偏振片角度的定义是,逆着光的方向看,1φ为液晶屏前表面分子的方向顺时针到P l 偏振方向的角度,2φ为液晶屏后表面分子的方向逆时针到P 2偏振方向的角度。偏振光沿z 轴传输,各层分子可以看作具有相同性质的单轴晶体,它的Jones 矩阵表达式与液晶分子的寻常折射率n o 和非常折射率n e ,以及液晶盒的厚度d 和扭曲角α有关。除此之外,Jones 矩阵还与两个偏振片的转角1φ,2φ有关。因此光波强度和相位的信息可简单表示为()12,,T T βφφ=;()12,,δδβφφ=,其中 ()e o d n n βπθλ=-????又称为双折射,它其实为隐含电场的量,因为β为非常折射率e n 的 函数,非常折射率e n 随液晶分子的倾角θ改变,θ又随外加电压而变化。

中国移动招聘技术笔试题

1. GSM网中,一个S2/2/2的基站最多可同时容纳42个无线用户的通话。 2. 移动通信系统目前采用_FDMA_、_TDMA_和_CDMA_三种多址方式,GSM采用FDMA/TDMA(或TDMA)多址方式。 3. GSM系统按照功能分为MSS、BSS和 MS 等三部分。 4. 无线接口上CCCH包括 PCH 、AGCH 、RACH三类信道。 5. 常见的基站组网方式有星形、链形、树形和环形灵活组网。 6. 在GSM系统中,移动台(MS)与基站(BTS)间传输的数字话音信号速率为 13 Kbit/s, 移动交换局(MSC)与基站间传输的数字话音信号速率为 64 Kbit/s,因此在BSS 与MSC之间需增加码型变换设备。 7. 分集技术是对付快衰落的有效方法,在众多的分集技术中,我们目前在市区最常用的是 __空间分集__。在郊区最常用的是极化分集。 8. 切换一般是指MS在通话状态(空闲、通话)下由于位置改变而要进行的行为。 9. 在GSM网中,一个2M最大能带 15 个载频。 10. 数字蜂窝PLMN可提供的业务分为基本业务和补充业务。 二、判断题: 1. 如果手机没有SIM卡,就不能进行任何呼叫了。(错误) 2. HLR中存储着移动用户识别号码、访问能力、用户类别和补充业务等数据。(正确) 3. MSC寻呼被叫用户时,一定是在整个VLR范围发送寻呼命令。(错误) 4. 移动用户发起位置更新时,并非每次都由VLR分配新的TMSI。(正确) 5. GSM900/GSM1800双频系统可以共用交换子系统和基站控制器,还可以共基站。(正确) 6. GSM网个人鉴权密钥Kc存放在仅存放在HLR/AUC 里。(错误) 7. TCH与SACCH组合时51帧为一复帧,控制信道组合时26帧构成一复帧。(错误) 8. GSM蜂窝小区的覆盖半径在设计时,即使把功率输出调至最大,地形再平坦,其覆盖范围也不可能超过35公里。(正确) 9. 在关机注册中,手机只有受到系统证实消息才能关机(错误) 10. 在空闲状态时,可能进行软切换(正确) 11. 天馈线系统的驻波比要大于1.4. (正确) 三、选择题: 1、下面哪些信道类型属于控制信道 A、C、D A、AGCH B、TCH/F C、FCCH D、SACCH 2、一个S2/2/2的基站最多同时可容纳多少个无线用户在通话? B A、36 B、42 C、 48 D、 64 3、天馈系统驻波比变差的可能原因有:A、B、C、D A.接头没有接好 B 接头密封不好导致进水 C.天馈避雷器驻波大 D.馈线某处有折损 5、以下哪些措施是GSM系统用来提高频谱效率的( 1、2、4 )

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