红外光学材料折射率测试仪

介绍一种可测锗、硅等红外光学材料折射率的测试仪器。对国产锗、硅及锗砷硒玻璃等红外材料的折射率进行了测量并分析测量结果。     

8～14μm波段折衍混合红外光学系统的热补偿设计

大多数军用和空间光学仪器的工作环境温度变化范围都较大，温度变化时光学元件的曲率、厚度和间隔都将发生变化，同时元件基体材料的折射率及所在介质的折射率也将发生变化。由于红外光学材料的折射率温度系数dn／dT较大，环境温度对红外光学系统的影响显得尤为严重。因此在红外成像系统中不得不加入主动或被动补偿机构，以补偿温度变化造成像面移动所引起的系统性能的降低。利用衍射元件独特的温度特性实现红外光学系统热补偿设计的方法，设计了波段为8～14μm、视场为16。的折衍混合红外光学系统。该系统使用硒化锌和锗两种红外材料，在一40～60℃的温度范围内的成像质量接近衍射极限，并且体积小、结构简单，重量轻。     

Nd^3＋：YAlO3晶体折射率温度系数的表示式

建立了Nd~(3+):YAlO_3(Nd:YAP)晶体折射率温度系数的表示式,该式得到的结果与测量值间具有较好的一致性。利用这个式子可以计算0.5398μm～1.0795μm波长范围311K～455K温度范围内Nd:YAP晶体的折射率温度系数。     

石英玻璃紫外波段折射率测量

 折射率是光学材料基本参数之一,采用直角照射法折射率测量原理,以光电瞄准法紫外光信号探测、气浮轴承构成精密测角仪角度精确测量、锁相放大器微弱信号检测、软件分析角度值与光强度变化的数据处理模型、计算机自动控制等手段,完成了一套光学材料紫外波段折射率测量仪,实现了光学石英玻璃紫外波段折射率自动测量,并实际测量得到了250 nm~450 nm波长下光学石英玻璃的折射率值。     

FBG滤波的级联LPFG温度和折射率传感装置

利用长周期光纤光栅具有较高的温度、折射率灵敏度,以及光纤布喇格光栅具有较高反射效率的特点,设计了一种基于光纤布啦格光栅滤波的级联长周期光纤光栅温度和折射率传感装置.利用光纤布喇格光栅的高反射率,将级联长周期光纤光栅干涉波峰的局部功率反射到功率计中,实现了温度和折射率的测量.基于信号叠加原理,对光纤布喇格光栅滤波的级联长周期光纤光栅温度和折射率传感方法的可行性进行了分析.将实际测得的功率计示数与温度以及折射率的变化进行二项式拟合,其确定系数分别为0.9990和0.9959,表明该传感方法可用于温度和折射率的精确测量.最后对该装置的稳定性做了一系列的测试,验证了该传感系统具有较高的稳定性.     

红外光学材料折射率均匀性的测量不确定度评定

基于多样品多型号仪器的测试信息及其GUM和MCM方法,讨论了四步干涉法测量红外光学材料折射率均匀性的测量范围及其测量不确定度评定。红外干涉测量的绝对灵敏度和准确度虽不及可见激光干涉仪,但采用了四步干涉测量的方法,消除了干涉仪的固有系统误差,有利于实现对红外光学材料折射率均匀性的高准确度测量。实际测试表明,该测量范围覆盖110-5～510-3,测量相对标准不确定度为210-1～210-2。     

玻璃基板中热光效应折射率分布的研究和测定

几乎所有的光学材料都具有热致折射率变化的特性,当光束经过局域热源作用下折射率呈梯度分布的介质时会发生偏向,利用这种特性可做成各种热光器件.本文在玻璃基板表面上制备了条形Ti薄膜热源,通过测定出射光束的偏向角,利用解折方法,得出基极截面的折射率分布.根据能量守恒,得到该材料的折射率温度系数,与公布值比较,验证了本方法的正确性.本文对研究和分析热光材料和器件提供了一种有益的方法.     

“干涉逼近法”测量液体折射率

提出了一种高精度测量液体折射率的新方法一“干涉逼近法”.这种方法可以在测量过程中监视被测液体温度不均匀性给测量带来的误差.由于受温度测量的限制,其测量液体折射率的不确定度在1×10~(-6)到4×10~(-5)(2σ)之间,具体值取决于液体折射率的温度系数.     

高掺镁铌酸钾晶体的主折射率及其温度系数的测量

本文报道掺5mol%MgO的铌酸锂(liNbO_3)晶体的主折射率n_o、n_o及其温度系数.用自准直法在0.5398μm、0.6328μm、1.0795μm和1.3414μm波长上,并在20℃～160℃温度范周内,测量了该晶体的主折射率,并获得在这些波长上的折射率温度系数.修正的Sellmeier方程的常数也在20℃～160℃温度内推算出.用此结果计算室温的二次谐波I类临界相位匹配角与实验值符合得很好,又计算二次谐波的非临界相位匹配温度,其结果也与实验值较符合.     

高掺镁LiNbO3晶体折射率温度系数的表示式

推导了掺５ｍｏｌ％ＭｇＯ的ＬｉＮｂＯ３晶体折射率温度系数的表示式。利用这些表示式可以计算２９３～４２８Ｋ温度和０．５３９８μｍ～１．３４１４μｍ波长范围内的折射率温度系度，结果表明：计算值和实验值的最大相对偏差是１２％，用具有最大相对偏差的折射率温度系数的计算值，计算１．０７９５μｍ波长的非临界相位匹配温度，其值为３８２．４Ｋ，它与实验值仅差６Ｋ。因此，本文得到的表示式，对于采用这种晶体，设计在上     

生物材料红外波段消光性能分析

对制备的三种消光材料真菌An0429孢子,真菌Bb0919孢子以及真菌Cx0507孢子的红外波段消光性能进行了测试分析。静态测试采用压片法得到三种生物材料的镜面反射光谱,然后根据Krames-Kronig(K-K)关系对三种生物材料红外波段的复折射率进行了计算。由Mie理论计算得到三种生物材料红外波段的静态质量消光系数,并与几种无机非金属材料进行了对比。搭建烟幕箱实验平台,对三种生物材料3~5 μm波段动态质量消光系数进行了测试分析,得到三种消光材料的动态质量消光系数分别为1.257,1.065以及1.009 m2·g-1。测试分析结果表明,三种生物材料的红外波段消光性能优于常见的无机材料,其生产周期短,生产成本低,生产过程无毒,对环境友好等优点,使得生物消光材料具有较好的应用前景。     

Absorptionsmessungen an LiF zwischen 0,3 und 0,9 mm Wellenlänge

Measurements of the absorption coefficient and the refractive index of crystalline lithium fluoride have been carried out in the infrared region between 300 and 900 microns wavelength. The spectrometer which has been used was of the periodic interference-modulator type. Some general properties of this instrument are described.     

红外折射/衍射超常温光学系统

设计了折射/衍射混合减热差红外光学系统,仅使用硅和锗两种材料.设计结果表明,此系统具有良好的减热差和校色差作用,在-80～200℃温度范围内不仅得到接近衍射极限的成像质量,而且结构简单,体积小,重量轻.     

轻小型双光谱红外成像探测系统研究与分析

结合谐衍射光学元件特殊的消热差以及对波面进行任意整形的特点,针对现代最先进的像元尺寸为30 μm、像元数320×240的红外双色探测器,提出了一种轻小型双光谱超宽温度红外探测成像系统方案,利用折射/谐衍射结构实现了超宽温范围内的被动式消热差红外成像探测,仅用三片镜子的单结构就可实现系统在3.8～4.2和8.8～11.2 μm双光谱处在-120 ℃～200 ℃温度范围内同时探测。系统仅使用锗和硒化锌两种材料,引入了一个非球面和一个谐衍射面, 实现了消热差、消色差和结构简单轻量化,设计结果表明,该系统在-120～200 ℃温度范围内, 3.8～4.2和8.8～11.2 μm光谱处的最大均方根半径值分别为19.07和17.75 μm,小于红外探测器的像元尺寸30 μm,在红外探测器两个像元内,3.8～4.2和8.8～11.2 μm光谱处的能量集中度分别优于88.7%和82.4%,成像质量良好,方案工程实现性好,设计方法和设计结果合理可行。     

一种新型温度自补偿高灵敏度折射率计

基于高频CO2激光脉冲写入的新型超长周期光纤光栅(ULPFG),提出了一种可实现温度自补偿的新型高灵敏度折射率计。理论与实验表明,新型超长周期光纤光栅不同闪耀阶次谐振峰对外界折射率与温度变化的灵敏度各自不同,特别的是,该光栅存在对外界折变不敏感的谐振峰,测量中除了可以利用该峰实现温度同时测量外,还可以补偿另一个测量折变的谐振峰因温度变化带来的测量误差。该折射率计具有制作简单、成本低、强度好,灵敏度高等优点,当外界折射率在1.43~1.45范围内变化时,其折射率测量灵敏度可达每单位折射率240 nm,在实际工业应用中具有较大的潜在实用价值。     

Automatic measurement for dielectric properties of solid material at 890 GHz

An automatic measurement system has been used to measure the complex dielectric constant of solid materials at 890GHz. This instrument can be used as a two-beam interferometer for determining the refractive index or as a transmitter for measuring the absorption coefficient of dielectric materials at FIR and SMMW frequency. The results for seven low-loss solid materials and the accuracy of the measurement are presented.Project supported by the Fund of the National Sciences of P.R.China.     

近红外波段锑基铋掺杂薄膜厚度对光学常数与光学带隙的影响

采用磁控溅射法制备了不同厚度的锑基铋掺杂薄膜,用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)研究了薄膜结构随厚度的变化。利用椭圆偏振法测定了样品薄膜在近红外波段的光学常数与光学带隙,研究了膜厚对样品薄膜光学常数和光学带隙的影响。结果表明,膜厚从7 nm增加至100 nm时,其结构由非晶态转变为晶态。在950～2200 nm波段,不同厚度薄膜样品的折射率在4.6～8.9范围,消光系数在0.6～5.8范围,光学带隙在0.32～0.16 eV范围。随着膜厚的增加,薄膜的折射率和光学带隙减小,而消光系数升高;光学常数在膜厚50 nm时存在临界值,其原因是临界值前后薄膜微观结构变化不同。