激光测距原理:飞行时间、相位差与三角法
本文从手持激光测距仪切入,讲清脉冲飞行时间、相位式测距与三角法各自把光的哪个量换算成长度,给出 1 ns 往返对应约 15 cm、10 MHz 调制对应约 15 m 无模糊量程的数值代入,并说明长度如何经光速与秒溯源到米的定义。
THE JOURNAL
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本文从手持激光测距仪切入,讲清脉冲飞行时间、相位式测距与三角法各自把光的哪个量换算成长度,给出 1 ns 往返对应约 15 cm、10 MHz 调制对应约 15 m 无模糊量程的数值代入,并说明长度如何经光速与秒溯源到米的定义。
颜色是三种视锥细胞响应比较出来的结果;本文讲清 S、M、L 三路信号如何构成红绿轴与蓝黄轴,说明红绿色觉异常为何沿一条色轴混淆颜色、为何男性患病率约 8% 而女性只有 0.5%,以及石原氏图的检出原理。
光镊用强聚焦激光的梯度力把微米级粒子稳定拉向焦点,散射力却一直在把它往前推;本文讲清两种力的分工、稳定捕获要求梯度力大于散射力的条件,并给出 1064 nm 波长与皮牛级测力的数值来源。
傅里叶叠层成像用 LED 阵列从不同角度照明样品,把每张低数值孔径图像看作傅里叶频谱上的一小块,再用迭代算法拼接频谱并恢复相位,从而用廉价物镜合成接近高数值孔径的分辨率。
本文解释增透膜为什么能把玻璃表面的反射从约 4% 压到 1% 上下:膜层折射率要接近基底折射率的平方根,光学厚度取四分之一设计波长;文中给出 550 nm 下 MgF₂ 约 100 nm 厚的数值代入,并说明带宽、入射角与制造容差带来的边界。
本周七篇超表面文献解读的横向对比。从手性逆向设计到非互易收发器,七篇站在链路的不同位置;本文比较它们的角色、机制、关键参数、证据层级与适用边界,并说明差异来自物理机制、材料工艺还是应用假设。
本文解释 LED 的电致发光机制:电子与空穴在 p-n 结复合发光,光子能量由材料带隙决定(Eg≈1240/λ)。文章还说明硅为什么不发光、蓝光 LED 的材料难点、效率 droop 的成因,以及蓝光芯片加 YAG 荧光粉得到白光的方案。
光电二极管用一个反向偏置的 PN 结把光变成电流:光子被吸收生成电子—空穴对,耗尽区的内建电场把它们分开。响应度约为 ηλ/1240 A/W,硅的波长上限约 1100 nm,p-i-n、雪崩二极管和单光子探测器都从这条主线派生。
本文从布拉格散射和光子能带两条线索解释光子晶体的禁带:折射率周期、周期尺度与结构对称性如何决定哪段频率的光无法在结构中传播,并给出尺度估算、光子晶体光纤与天然结构色的实例。
本文解释线偏振光沿磁场方向穿过介质时偏振面为什么会旋转,给出旋光角 θ=VBL 与 Verdet 常数的数值代入,并说明它的非互易性怎样让光隔离器只放行一个方向的光。
本文解释周期光栅后的光场为什么会在自由空间里周期性重现自身图案,给出塔尔博特长度 [公式] 的推导、半程与四分之一程的分数自成像规律,以及相干性对它的限制和几类实际用途。