利用线阵CCD测定液体折射率

采用几何光学与波动光学相结合的方法,利用CCD图像测量技术实现了透明液体折射率的自动化测量.     

用毛细管焦点法精确测量微量液体的折射率

介绍了用毛细管焦点法精确测最微量液体折射率的一种新技术.该技术基于共轴球面光学系统的成像原理,用LED(λ=580 nm,FWHM为32nm)为测量光源,用CCD为像接收装置.一次测量样品需要量小于0.002 mL.待测样品封闭在毛细管内测量,有利于对毒性、挥发性和吸湿性强的液体介质折射率的测量.用此技术对纯水、乙醇、乙二醇和丙三醇样品的折射率做了测量,测量精度分别为0.0001,0.0002,0.0003和0.0003.论文在分析实验装置的测量灵敏度和成像景深基础上,提出了进一步提高测最精度的方法.     

用二次成像法测量透明玻璃板的折射率

介绍了用二次成像法测定透明玻璃板折射率的原理和方法.由于采用线阵光电耦合器件(CCD)测量,提高了测量精度.     

非接触千分尺的设计及实验验证

利用大学物理实验室中使用的分光计并结合线阵CCD等常用实验仪器,设计了一个可以同时实现非接触测量玻璃厚度和折射率的实验方案.通过不确定度的分析,给出了方案满足千分尺测量精度的仪器要求.在此基础上,通过实验具体地测量了一平板玻璃的厚度和折射率,实验结果证明了设计方案的可行性.     

液体折射率的一种新型测量方法

利用液体薄膜的遮光效应原理,建立了一种新的测量液体折射率的方法和装置。选择了3种常见液体:蒸馏水 、无水乙醇 和1,2-丙二醇。利用新建的装置对其折射率进行了测量。实际测量过程中,对实验形成的图样进行了2种测量分析:一种是利用读数显微镜直接测量分析实验结果;一种是利用CCD拍摄记录实验结果,并利用计算机对拍摄结果进行了智能化处理分析。分析了实验误差,实现了实时、全自动化测量。测量结果均与理论值吻合。该方法操作简便、设备简单、重复性好、准确度高。     

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.     

基于光学外差干涉的折射率测量方法

基于光学折射率是材料的一个重要的物理参数,提出了一种在泰曼格林干涉系统基础上的光学外差干涉折射率测量方法及系统。测量系统将样品放置在系统外,采用双光束干涉探测,使系统更加稳定、调整简单、测量更加精准。实验上测量了K9玻璃块样品在超连续激光光源中心波长790nm、带宽20nm下的折射率,验证了方法的有效性和可靠性。实验结果表明,系统能够准确测量出样品的折射率,测量稳定性较高,精度可以达到10-4;适用于可见光和近红外波段透明物质的折射率测量,应用领域广泛。     

利用激光谐振腔测量透明介质薄板的光学均匀性

提出了一种利用激光谐振腔测量透明介质薄板光学均匀性的新方法.该方法将对折射率微差的测量转化为对激光谐振频率的变化进行测量.两种样品的实验对比结果表明，该方法可以实现10－5量级以上灵敏度的光学均匀性测量.最后分析了实验结果的误差及适用的灵敏度测量范围.     

nm量级薄膜厚度测量

 为了获得nm量级薄膜样品的精确厚度,采用软X射线反射率拟合方法、Bragg衍射方程方法和反射率Fourier变换方法分析了常规Cu靶X射线衍射数据及软X射线反射率数据。对厚度测量结果进行比较,3种方法得到的结果一致性很好。其中,软X射线反射率拟合和Bragg衍射方程方法精度很高,优于1 nm,Fourier变换方法精度稍低。对于单层W薄膜样品,3种方法获得厚度分别为(15.21±0.60) nm,(14.0±1.0) nm和(13.8±1.5) nm;对于双层W/C薄膜样品,W层厚度分别为(12.64±0.60) nm,(13.0±1.0) nm和(13.9±1.5) nm。这3种方法测量结果精度主要取决于反射率数据测量精度,而Fourier变换方法精度随着能量升高而提高,随着掠入射角范围增大而提高。     

紫外可见吸收光谱仪与椭偏测厚仪联用测量透明光电子薄膜的厚度

采用椭偏测厚仪测量薄膜的折射率,用来修正紫外可见吸收光谱仪极值法测量膜厚的数据.通过制备掺铝氧化锌(ZAO)薄膜及SEM断口观察进行实验验证,证实该修正方法有助于提高膜厚测量精度.联用这2种常规仪器,可以方便地获得0~20μm宽范围的透明光电子薄膜的厚度,数据采集与处理简单快捷,可满足大部分薄膜工艺研究和生产的需要.     

变折射率组合三角棱镜产生无衍射线结构光

提出一种可产生大焦深无衍射线结构光的新型光学元件——变折射率组合三角棱镜,由正、负等腰三角棱镜胶合在一起设计而成,其变换光束特性与单个正等腰三角棱镜相同,等效折射率由正、负等腰三角棱镜折射率之差决定,因此可通过两个折射率接近的正、负等腰三角棱镜组合得到一个更加接近1的等效折射率,以获得更大焦深的无衍射线结构光,解决了单个正等腰三角棱镜小角度加工困难的技术问题。采用几何光学理论分析了产生无衍射线结构光的原理,计算了无衍射线结构光的相关参数。由衍射积分理论分析和模拟了新型光学元件后的光强分布特性。研究表明,平面波正面入射新型光学元件可以产生具有大焦深的无衍射线结构光。     

用CMOS线阵图像传感器测量透明材料的折射率

将衍射光栅干涉和CMOS线阵图像传感器技术相结合,提出了自动测量透明材料折射率的方法.介绍了用CMOS线阵图像传感器来实现透明材料折射率测量的基本原理和数据采集方法.采用曲线拟合计算条纹移动距离,提高了对干涉条纹移动量测量的准确性,折射率精度可提高到10-5数量级.     

SiO2��ĭ΢���ܶȾ��ܼ�⼼���о�

根据垂直扫描干涉技术结合样品折射率与密度间的依赖关系,建立了低密度SiO2泡沫微球密度的检测方法,用Lorentz-Lorenz和Gladstone-Dale公式分析了SiO2泡沫微球折射率与密度间的依赖关系。实验结果和测量误差估计表明,利用垂直扫描干涉技术并结合Gladstone-Dale分析方法,可实现对低密度SiO2泡沫微球密度的精密检测,其测量误差好于5%。     

气泡的远场干涉分析及应用

提出了一种分析气泡远场干涉的理论模型。平行激光束照射到透明介质中的气泡上,折射光束与全反射光束在远场发生干涉形成内密外疏圆环状干涉条纹,推求了两平行出射光线的光程差公式和两光线之间的距离公式,分析了圆环状干涉条纹内密外疏的原因,给出了计算干涉条纹存在区域和最高干涉级的方法。通过干涉方法可以测量气泡的直径,能够用于介质深处气泡尺寸的测量。利用远场干涉对玻璃水箱、平板玻璃、玻璃棱镜中的气泡直径进行了测量,其中玻璃棱镜中气泡直径测量结果与用阿贝比长仪测量结果对比,相对差为0.9%。预期了气泡远场干涉在运动气泡尺寸、泡内气体折射率、透明光疏介质中光密介质球尺寸测量等方面的应用。     

体积全息衍射效率的分析

本文指出对于通过折射率变化来实现相位调制的全息图(无论是漂白后的银盐干版,或DCG版),在通常情况下其相位调制度都较小,不可能发生过调制现象,故拍摄参数选择范围相对较宽。要获得高衍射效率全息照片的关健应放在如何提高干涉项引起的相位调制折射率n₁上。本文还指出当反射全息处於弱布喇格衍射的情况下,再现图象的单色性下降,并存在透射象。     

Tunable negative refraction without absorption via electromagnetically induced chirality

We show that negative refraction with minimal absorption can be obtained by means of quantum interference effects similar to electromagnetically induced transparency (EIT). Coupling a magnetic dipole transition coherently with an electric dipole transition leads to electromagnetically induced chirality, which can provide negative refraction without requiring negative permeability and also suppress absorption. This technique allows negative refraction in the optical regime at densities where the magnetic susceptibility is still small and with refraction/absorption ratios that are orders of magnitude larger than those achievable previously. Furthermore, the refractive index can be fine-tuned, which is essential for practical realization of subdiffraction-limit imaging. As with EIT, electromagnetically induced chirality should be applicable to a wide range of systems.     

轴对称流场干涉条纹折射率的模拟计算

提出一种获取流场干涉条纹折射率分布的新方法。该方法首先采用不等间隔的环带分割轴对称流场,使折射率变化大的地方获得的数据点密,然后通过对Abel变换进行离散数值计算来获取流场的折射率分布。通过模拟轴对称流场的实时全息干涉条纹证明了该方法不仅简单易行,而且所获取的折射率分布精度高。     

A liquid refractive index detect method based on negative refraction phenomenon in 2D photonic crystal structure

This paper is mainly concerned with the investigation of negative refraction phenomenon dependent on the background refractive index in 2D photonic crystal, which consists of a hexagonal lattice of circular dielectric rods with Si. The paper presents the relationship between background refractive index and negative refraction. The relationship is investigated by using the finite-difference time-domain (FDTD) method on software RSoft. The results point out that the output power is added with the increase of the background refractive index. With the research, a new fluid refractive index detection method is proposed. Compared with other normal liquid refractive index analyzer reported, this detector has advantages of faster detection, less stray light interference and miniaturization.     

大口径KDP晶体折射率非均匀性检测

KDP晶体的折射率不均匀性将导致光束的空间分布存在不同程度的相位失配,从而使得三倍频系统的转换效率下降。为了得到KDP晶体折射率非均匀性的高精度检测结果,基于正交偏振干涉法,采用ZYGO MST大口径干涉仪,测量得到了大口径KDP晶体折射率非均匀性分布,其测量精度达到10-7,并通过实验研究了晶体面形对测量结果的影响。对晶体e光折射率非均匀性的高精度检测,为大口径晶体材料生长工艺、加工工艺等改进和提高提供了定量的检测依据。     

Controlling soliton refraction in optical lattices

We show in the framework of the 1D nonlinear Schr?dinger equation that the value of the refraction angle of a fundamental soliton beam passing through an optical lattice can be controlled by adjusting either the shape of an individual waveguide or the relative positions of the waveguides. In the case of the shallow refractive index modulation, we develop a general approach for the calculation of the refraction angle change. The shape of a single waveguide crucially affects the refraction direction due to the appearance of a structural form factor in the expression for the density of emitted waves. For a lattice of scatterers, wave-soliton interference inside the lattice leads to the appearance of an additional geometric form factor. As a result, the soliton refraction is more pronounced for the disordered lattices than for the periodic ones.