高折射率玻璃微珠色散特性及影响

基于二次彩虹法用三种不同波长(632.8 nm、532 nm、404 nm)的激光测量了玻璃微珠的折射率,并由柯西色散公式拟合得到三种典型高折射率玻璃微珠1.90、1.93和2.2的色散方程,得出现行的玻璃微珠具有正常色散但色散较大的结论.通过分析在不同入射角情况下,色散对玻璃微珠回归反射性能的影响,得出折射率1.90和1.93的玻璃微珠具有优良的回归反射性能.此外,用光线追迹模拟了色散对回归反射后光能量在近轴区域分布的影响,折射率1.90和1.93的玻璃微珠回归反射光线的能量主要集中在5°范围内.     

高折射率玻璃微珠折射率的测量

用激光作为测量光源,利用激光经玻璃微珠一次或多次内部反射后出射,形成最小偏转角的原理,对高折射率玻璃微珠折射率的测量进行了理论分析和实验测试.比较了不同内反射次数对测量精度的影响.该测量方法尤其适用于已在微珠列阵逆向反光膜上大量使用的、折射率位于1.8～2.4之间的高折射率玻璃微珠折射率的测量,较传统方法具有简便、快捷和安全的特点.经分析和对不同类型微珠样品的实测比较,获得了测量精度优于1%的结果.     

定向回归反射玻璃微珠折射率研究

从理论上分析了玻璃微珠定向回归反射原理,利用近轴光线球面折射理论分析了玻璃微珠实现回归反射的折射率,并结合实际使用情况,在最大可能增加回归反射的基础上,讨论了入射光线到主光轴的距离与回归光线和入射光线夹角之间的关系,从而确定出了实现最大反射时玻璃微珠的折射率范围为1.80~1.95,研究结果对回归反射标志牌的开发具有重要的理论意义。     

高折射玻璃微珠粒径与折射率关系的研究

利用激光照射高折射率玻璃微珠下形成的二次彩虹现象,以艾里的虹理论为基础对玻璃微珠折射率进行了测量。推导了玻璃微珠尺寸对折射率影响的计算公式,表明半径差异在10μm时,折射率的测量误差为10^-3数量级。此外,通过软件模拟计算玻璃微珠的二次彩虹现象,并对微珠的折射率进行了测量,验证了二次彩虹方法的正确性,同时也表明玻璃微...     

二次彩虹法测量高折射率玻璃微珠折射率研究

基于米氏散射理论解释了激光照明下玻璃微珠的二次彩虹精细结构的成因,发现折射率的差异将直接影响二次彩虹精细结构的位置.对于实验中玻璃微珠半径变化引起二次彩虹精细结构间距变化的现象亦用米氏散射理论进行了模拟分析和实验研究.利用米氏散射的近似理论——艾里理论对玻璃微珠的折射率进行了测量.在对玻璃微珠二次彩虹精细结构所计算得到的折射率的统计分析基础上,通过校正测量误差后得到了玻璃微珠折射率的准确数据.     

彩虹法和成像法测量玻璃微珠折射率对比研究

基于几何光学原理,彩虹法使用激光作为光源,利用激光在玻璃微珠中进行一次或者多次内反射后出射形成最小偏向角,在最小偏向角附近形成彩虹条纹,通过测量彩虹条纹来反演计算玻璃微珠的折射率。然而,成像法则根据厚透镜的成像原理,对玻璃微珠所成的像经过显微物镜放大后使用CCD相机进行接收,获得玻璃微珠的焦距,进而测得对应玻璃微珠的折射率。较传统方法来说,彩虹法和成像法具有安全、简便和快捷的优点。对型号不同的玻璃微珠,分别使用彩虹法和成像法测量其折射率,并对它们的测量结果进行了对比分析,都获得相对于名义值的误差小于1%的结果。     

几何光学 光的折射与反射

O435.12006053853二次彩虹法高折射率玻璃微珠的折射率测量研究=Studyon refractive index measurement of high refractive indexglass beads by secondary rainbow method[刊,中]/杨宏坤(四川大学电子信息学院.四川,成都(610064)),李大海…//激光杂志.—2006,27(2).—52-53通过对高折射率玻璃微珠在激光照明下形成的二次彩虹的实验研究,提出了一种激光照明下高折射率玻璃微珠二次彩虹条纹图的获取装置。以艾里的虹理论为基础,提出了一种由二次彩虹条纹图确定最小偏向角的方法,实现了高折射玻璃微球折射率的测量。实验证明,该方法的测量精…     

光电测量仪器中玻璃微珠反射板的研制

研制了高反射率的玻璃微珠,并制成了玻璃微珠反射板,可替代光电测量仪器中使用的普通平面反射镜。借助于玻璃微珠的正向反射特性,克服了普通平面反射镜由于环境振动导致反射镜振动引起的测量精度下降的缺陷,确保了在动态测量时光学系统的稳定性和测量的精确性。     

原向反射屏剩余发散角测试

 提出了玻璃微珠原向反射屏的剩余发散角概念和测试方法：将激光光束投射到原向反射屏,其反射回的激光光束成像到硫酸纸（接收屏）上。利用相机拍摄不同距离下原向反射屏的成像光斑,得到光斑的图像数据;并处理相应图像数据,计算出剩余发散角。通过实验测得所用的玻璃微珠原向反射屏的剩余发散角为0.447 8°。     

光纤光栅两阶衍射的模式耦合理论探讨

利用光纤光栅的1、2阶衍射实现温度/应变复合传感是近年来光纤光栅传感器研究领域的一个热点.理想情况下,光纤光栅的折射率分布函数是单一频率的余弦函数,而实际光纤光栅由于制造工艺的影响产生高阶折射率畸变.本文着重利用光波导模式耦合理论分析了这种非理想的折射率分布对光纤光栅反射性能的影响,得出了2阶折射率畸变将引起光栅的2阶衍射的结论;并简要探讨了利用光纤光栅的1、2阶衍射实现温度/应变复合传感方案存在的可能性.     

Theoretical study of the normal-incidence reflective spectra for determining the thickness and refractive index of dielectric film

We theoretically study and propose the design concept of a new non-contact measurement method of the thickness and refractive index of dielectric film. The needed measurement set-up includes a probe, an optical detection head and a spectrometer. The probe is composed of two patches of dielectric substrates, and the optical detection head is used to detect the reflective spectra. After depositing a testing dielectric film on the two patches, the coating film thickness and refractive index can be determined by analyzing the normal-incidence reflective spectra of the two dielectric substrates. This method has two requirements. First, the coating dielectric films on the two substrates must be the same. Second, the two dielectric substrates respectively have higher and lower refractive indices than the testing dielectric film.     

反射式光纤表面等离子体波共振传感器特性研究

研究了一种基于表面等离子体波共振(SPR)光谱分析的折射率检测新方法。研究发现,表面等离子体波共振效应光谱特征的折射率灵敏度会随着液体性质变化而发生改变。根据折射率测量范围不同,分别选择共振波长和共振强度作为检测参量,实现理论折射率分辨力达到10~(-5)数量级以上。在理论分析和实验基础上,设计出一种基于共振光强检测的终端反射式光纤表面等离子体波共振效应传感系统,采用将传感信号和基准光信号的比值作为液体折射率变化的度量值。在1．3325～1．3991的折射率测量范围内,度量值与折射率之间呈现单调递减关系,线性相关系数为0．9983。通过定义耦合系数,还可实现对表面等离子体波共振效应效应强弱和变化趋势的评估。     

High-resolution liquid refractive-index sensor using reflective arrayed-waveguide grating

A high-resolution sensor for measuring the refractive index of liquids using a reflective arrayed-waveguide grating (AWG) is proposed. The refractive index of a liquid placed in the groove of the arrayed region is measured via the shift of the maximum intensity in the imaging plane of the AWG owing to the phase change in the region. The refractive index can be monitored in real time by measuring the power ratio between two output waveguides of the AWG with a narrow-band source. A mathematical model based on Fourier optics and wave optics is established. A fitting formula for the relationship between the power ratio and the refractive index of liquid is derived. The results of the study show that the proposed method can eliminate the effects of instability of the light source and the inner loss of the system and provide a refractive index resolution of 10⁻⁷.     

微珠阵列逆反膜性能的改善

光学元件阵列作为逆向反射器,具有准相位共轭特性,微珠阵列作为其中一类,已广泛用于显示、配合目标和交通标志.从衍射效应看,远场条件下大微珠的逆反性能优于小微珠.本文提出并实现了用激光法制作玻璃微珠,并且,为提高逆向反射效率和性能,又提出并实现了大微珠和小微珠镶嵌的制膜技术.所制成的新膜,从原理上和实验效果上均优于目前市场上已有的同类产品.它对该类产品的性能改进提供了新的前景.     

周期结构薄膜在折射率色散下反射区特性研究

周期性结构是光学薄膜设计的基本物理模型,给出了反射区中心波长的一般性条件,研究了在膜层材料存在折射率色散情况下,等厚周期结构和非等厚周期结构的薄膜反射区中心波长与带宽特性.研究结果表明:在等厚和非等厚周期结构中,考虑膜层材料折射率色散与忽略色散情况相比,中心波长向长波方向移动,反射级次与相对波数的线性关系偏离;在薄膜光学厚度一定的非等厚周期结构中,高折射率层光学厚度大于低折射率层时,反射级次与相对波数的线性关系偏离度高;非等厚周期结构薄膜的带宽在低反射级次上小于等厚周期结构,同时膜层的色散对反射带宽影响不大.     

Design of an optoelectronic refractometer having an adjustable range of refractive index measurement

A real-time optoelectronic refractometer having an adjustable range of refractive index measurement is presented. The adjustment is achieved by obtaining a shift in the zero-reflected intensity point at the interface following the introduction of a glass plate of refractive index different from that of the constituent prism. The sensitivity remains reasonably high over the enhanced range of refractive index measurement. The experimental results are in qualitative agreement with the theoretical calculations. This refractometer sensor, which is based on the detection of modulation in emergent light intensity, has a sturdy and user-friendly design.     

Determination of the refractive index profile of a symmetric fiber preform by the transport of intensity equation

The refractive index profile of an axially symmetric fiber preform is determined by using the transport of intensity equation. In this method the preform is immersed in an index-matching liquid, and a collimated light beam impinges on it laterally. The intensity distributions of the transmitted light are measured on two close parallel planes inside the preform core. From the recorded intensity distributions, the deflection function is calculated by the transport of intensity equation. The refractive index profile is obtained by means of Abel inversion. Also, for comparison, the refractive index profile of the preform is measured by the focusing method and the results are in agreement with less than 3% error.