基于CCD采集的Math-Zehnder干涉条纹图的处理算法

Math-Zehnder干涉仪适用于研究气体密度迅速变化的状态。由于气体折射率的变化与其密度的变化成正比，而折射率的变化将使通过气体的光线有不同的光程，因此可通过干涉臂变化对干涉条纹图像效果的影响得到气体密度。实测中，采用图像采集卡和CCD来接收Math-Zehnder干涉仪产生的条纹图像，再通过计算机对条纹图像的条纹间距进行处理，从而得到气体密度的变化状态。从光干涉理论出发，对Math-Zehnder干涉条纹图像特征进行了分析，建立了Math-Zehnder干涉条纹的数学模型，并根据此模型设计了处理Math-Zehnder干涉条纹图像的算法。算法包括图像的预处理(即图像的噪声提取)、图像的二值化及图像的细化。     

基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤气体传感器理论

提出了一种基于马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪的光纤气体传感器。由于Mach-Zehnder干涉仪具有抑制光源噪声和模式噪声的特点,在高精度测量中越来越受到重视。在干涉仪的传感臂上涂有对待测气体敏感的薄膜,由于气体与敏感层的作用,导致光纤纤芯折射率发生变化,两臂的相位差发生变化,并引起干涉仪输出光强的变化和干涉条纹的平移,平移量与气体浓度对应。根据杨氏双缝干涉的理论,利用MATLAB对该研究进行计算机仿真,绘制出单色光的杨氏干涉图样和光强分布曲线,及气室中通入一定浓度的待测气体使干涉图样产生平移。     

空气开关等离子体干涉条纹图像的处理

利用Mach-Zehnder干涉仪测量了空气开关中等离子体电子密度分布,使用高速分幅相机拍摄记录不同时延下的干涉条纹图像。针对实验获得的干涉条纹图像的特点,提出了一种首先进行频域FFT滤波去噪,然后进行空域二值化、细化的处理方法。该方法能够很好的消除图像噪声的影响,提取出单像素的亮条纹中心线,从而能够准确读取条纹坐标信息,再通过对干涉条纹偏移量进行Abel逆变换,得到等离子体电子密度分布。     

旋转液体反射抛物面镜

利用光学Mach-Zehnder干涉仪对旋转液体产生的轴对称抛物面的光学反射性能进行了研究.液体抛物面反射镜作为干涉仪的一个反射镜产生的球面波与另一条光路中的平面波干涉形成同心圆的干涉条纹,利用CCD相机采集干涉条纹图像,通过计算机图像处理程序得到旋转液体反射波面的形貌,实现对液体反射镜表面形状的分析.光学干涉技术的高精度特点保证了测量的准确性.     

基于PASCO平台的透明材料折射率的测量

将迈克耳孙干涉仪和PASCO实验平台相结合,设计了一种高精度、高效率测量透明材料折射率的方法.首先分析PASCO迈克耳孙干涉仪测量材料折射率的原理,然后利用高性能PASCO传感器和计算机对干涉条纹进行图像采集和数据处理,得到待测透明材料的折射率信息.最后对材料折射率的不确定度进行探究.实验结果表明,旋转角度θ对折射率的不确定度影响最大,厚度d次之,干涉条纹计数K影响最小.PASCO实验平台配合迈克耳孙干涉仪可以准确、高效的记录干涉条纹在"吞吐"时光强的变化,降低条纹计数测量的不确定度,从而提高透明材料折射率的计算精度.同时该方法还可用于和透明材料折射率相关的其他特性的测量.     

飞秒激光刻蚀非平行壁光纤微腔Mach-Zehnder干涉仪特性及其流体传感研究

实验发现,飞秒激光微加工光纤微腔时,两个侧壁与纤芯轴向并不完全垂直, 刻蚀的非平行壁光纤微腔Mach-Zehnder干涉仪出现光程差随波长增大而线性减小、 微腔总损耗随波长增大呈递减变化等反常现象.对此,提出非平行壁光纤微腔Mach-Zehnder 干涉仪新模型并初步建立了分析理论,采用新模型及分析理论对新型微腔干涉仪特性进行了研究. 数值分析了微腔底角、深度等参数对谱峰波长位置的影响,理论研究了微腔的光波传输损耗、 吸收损耗、插入损耗、材料红外吸收损耗以及对干涉条纹对比度的影响, 理论分析与实验结果相符.实验获得水溶液干涉条纹对比度高达35 dB的非平行壁光纤微腔Mach-Zehnder干涉仪, 将新型光纤微腔干涉仪用于流体传感,其蔗糖水溶液折射率传感灵敏度高达-12937.31 nm/RIU.     

C语言下迈克耳孙干涉仪测量空气折射率的实验探究

通过压强变化时显示屏上干涉条纹出现或者消失的数量, 迈克耳孙干涉仪可以测定空气的折射率. 实 验中测量的物理量较多, 人工处理数据比较繁琐, 且容易出错, 因此使用C语言处理数据. 运行相关程序后可以直 接得到不同气压下空气的折射率, 处理过程快捷精确. C语言处理数据时, 对实验数据进行了最小二乘法处理, 可 以得到空气折射率随气压变化的拟合直线     

一种新型莫尔条纹的生成方法及应用

通过对Mach-Zehnder干涉仪光路的改装,得到了一种新型的莫尔条纹生成方法.利用CCD接收并将图像采集到计算机上进行了观测,对莫尔条纹参数和性质作了分析,最后对其应用进行了研究.     

激光干涉技术在超声速气体喷嘴特性研究中的应用

在激光与物质相互作用的实验中,气体靶通常由超声速喷嘴在高背压下向真空中高速喷射气体产生。激光与气体靶相互作用时确定打靶条件对整个实验有着十分重要的意义。为了得到不同实验条件下气体靶密度的分布特性，采用马赫-曾德尔干涉法测量了气体靶密度分布，获取了干涉图样。使用基于傅里叶变换的条纹处理方法测得的干涉图样，得到不同实验条件下气体分子密度的全空间分布。实验表明：用M-Z干涉仪测量超声速气体喷嘴产生的气体靶密度分布十分有效。基于傅里叶变换的条纹处理方法具有精度高、实时性好的优点，为打靶时气体靶密度的实时测量提供了可能。     

基于光纤气泡和纤芯失配的Mach-Zehnder干涉液体折射率传感器

介绍了一种基于光纤气泡和纤芯失配的Mach-Zehnder干涉液体折射率传感器. 将两根纤芯经过腐蚀的普通单模光纤熔接在一起, 在熔接点处形成一个气泡, 在距气泡20 mm处级联一段20 mm的细芯光纤, 再接入一段单模光纤, 形成单模光纤-气泡-单模光纤-细芯光纤-单模光纤结构的传感器. 气泡与光纤芯径失配处的两个节点起到光纤耦合器的作用, 从而形成光纤Mach-Zehnder干涉仪. 环境液体折射率的变化,将使得传感器透射谱能量发生变化, 通过测量干涉谱波峰峰值能量从而实现对折射率的测量. 并对所制作传感器的折射率响应特性进行了实验研究, 实验结果表明干涉谱波峰峰值能量与环境液体折射率之间存在良好的线性关系, 当环境液体折射率变化范围在1.351–1.402时, 响应灵敏度为143.537 dB/RIU, 线性度0.996. 该传感器在生物化学领域有较好的应用前景. 关键词： 光纤气泡 纤芯失配 Mach-Zehnder干涉仪 折射率传感     

Enhancement of fringe visibility in a fibre interferometer

A simple method for increasing fringe visibility of an interference pattern in a Mach-Zehnder type fibre interferometer is presented. In order to obtain high visibility, two elliptically polarized waves emitted from fibres with birefringence are transformed into two linearly polarized waves of equal amplitude and with parallel planes of polarization by using ordinary optical components. Instability of fringe patterns due to temperature fluctuation of the air surrounding the fibres is also discussed.     

A method for observing fringe movement in a fibre interferometer

This paper presents an accurate method for observing fringe movement in a Mach-Zehnder type fibre interferometer. We place a photodetector in each of two interference patterns formed by a half-mirror and waves emitted from single-mode fibres. By applying the output voltages of the detectors to X- and Y-terminals of an oscilloscope, we can observe the fringe movement as a rotation of a bright spot along a Lissajous figure.     

Mach-Zehnder interferometer formed in a photonic crystal fiber based on a pair of long-period fiber gratings

We demonstrate implementation of an all-fiber Mach-Zehnder interferometer formed in a photonic crystal fiber (PCF). We formed the all-PCF Mach-Zehnder interferometer by mechanically inducing two identical long-period fiber gratings (LPGs) in the PCF. The spectral properties of a LPG and a LPG pair were investigated. The interference fringe formed within the stop band of the LPG pair varied with the period and the strength of the gratings, and the fringe spacing was decreased with increasing grating separation. From the fringe spacing measurement the differential effective group index of the PCF was calculated to be deltam approximately equal to 2.8 x 10(-3).     

基于InAs单量子点的单光子干涉

利用分子束外延生长 InAs 单量子点样品,测量了温度为 5 K 时单量子点的荧光(PL)光谱.采用时间关联光子强度测量(HBT)验证了 PL 光谱具有单光子发射特性.单光子通过马赫曾德尔 (MZ) 干涉仪,验证了单光子自身具有干涉特性.测量了当 MZ 干涉仪两臂偏振方向的夹角改变时对应的单光子干涉及条纹可见度的变化. 关键词： 量子点单光子源 反群聚效应 马赫曾德尔干涉     

Multipass interferometer using a filamentary spatial filter

A multiple pass interferometer using a filamentary spatial filter is developed. We can change the sensitivity of the interference fringe pattern by selecting the order of multiply reflected image without reduction of the fringe visibility.     

Fringe visibility and correlation in Mach-Zehnder interferometer with an asymmetric beam splitter

We study the wave-particle duality in a general Mach-Zehnder interferometer with an asymmetric beam splitter from the viewpoint of quantum information theory. The correlations (including the classical correlation and the quantum correlation) between the particle and the which-path detector are derived when they are in pure state or mixed state at the output of Mach-Zehnder interferometer. It is found that the fringe visibility and the correlations are effected by the asymmetric beam splitter and the input state of the particle. The complementary relations between the fringe visibility and the correlations are also presented.     

Mach–Zehnder interferometer with squeezed and EPR entangled optical fields

We study a scheme for Mach-Zehnder(MZ) interferometer as a quantum linear device by injecting two-mode squeezed input states into two ports of interferometer.Two-mode squeezed states can be changed into two types of inputs for MZ interferometer:two squeezed states and Einstein-Podolsky-Rosen(EPR) entangled states.The interference patterns of the MZ interferometer vary periodically as the relative phase of the two arms of the interferometer is scanned,and are measured by the balanced homodyne detection system.Our experiments show that there are different interference patterns and periodicity of the output quantum states for two cases which depend on the relative phase of input optical fields.Since MZ interferometer can be used to realize some quantum operations,this work will have the important applications in quantum information and metrology.