Investigation of the limit of lateral beam shifts on a symmetrical metal-cladding waveguide

This paper reports that Goos--H\"anchen (GH) shifts occurring on a symmetrical metal-cladding waveguide are experimentally identified. It was found that there exists a critical thickness of the upper metal layer, h_cr, above which negative shift is observed and, reversely, positive shift occurs. Both positive and negative GH shifts near the critical thickness do not vary dramatically and can achieve a maximum on the submillimeter scale, which is different from simulated results using the stationary-phase method. It also shows that this critical thickness, h_cr, can be obtained at the position for zero reflectivity by setting the intrinsic damping to be the same as the radiative damping. The GH effects observed near the critical thickness are produced by extreme distortion of the reflected beam profiles, which limits the amplitude of the GH shift and, further, the sensitivity of the GH optical sensor based on the symmetrical metal-cladding waveguide.     

渐进多焦点自由曲面镜片渐进通道优化设计

渐进多焦点镜片子午线光焦度分布设计直接影响镜片像散分布,是优化设计的核心之一。提出了一种基于累积分布函数的子午线光焦度分布方法;针对渐进通道宽度过窄的问题,对子午线光焦度分布下的不同轮廓线求解对应的矢高进行加权叠加,同时推导新的子午线光焦度分布函数以降低子午线光焦度变化率;仿真及加工了3片镜片。研究结果表明：采用累积分布函数能够设计出满足光学性能要求的渐进镜片;使用矢高叠加扩展了渐进通道的宽度,保持了像散梯度的平滑过渡,且将最大像散分布在镜片鼻翼两侧;新的子午线光焦度分布函数在拓宽渐进通道宽度下会存在像散梯度变化堆积问题,所以需要将光焦度分布和面型等因素结合考虑,并进行优化。本研究方法为渐进多焦点镜片的子午线光焦度优化设计提供了新的理论。     

无线可视化显微熔点仪的研制与教学应用*

基于熔点测定实验教学特点,结合智能移动设备与无线WiFi技术的优点,研发出新型无线可视化显微熔点仪(热台法)应用于教学,并获国家实用专利授权。相比目前高校教学中常用市售目视显微熔点仪(热台法),新型仪器具有部件成本低模块化、操作方便自动化、过程显示可视化、记录存储可溯化等特点。通过新研仪器的“一对多”无线可视化观测模式可有效解决常规目视显微熔点仪测定实验教学效率低、教学效果差、卫生安全隐患大等实验教学痛点。     

生态工业系统(火用)分析

利用热力学(火用)分析方法研究了生态工业系统内物质、能量流动和利用的复杂模式, 反映了其资源利用的热力学本质; 在(火用)分析的基础上, 建立了系统(火用)消耗指数、物质循环利用(火用)效率等一系列(火用)评价指标, 反映了系统资源利用的效果和对环境的潜在影响.在案例分析的基础上, 进一步分析了指标的工业生态学内涵以及指标之间的关系, 研究结果表明了(火用)分析方法的有效性和(火用)评价指标的实用性.     

基于导模共振光栅阵列的彩色图像再现

利用导模共振(GMR)光栅阵列再现彩色图像,不同于传统的彩色油墨印刷中所采用的三色染料混合的方式,它是利用光栅的滤光特性直接从自然光中分离出红、绿、蓝三色光充当三基色来代替化学油墨.由于GMR光栅在偏振光入射下衍射曲线在特定波长处会呈现很强的共振峰,且旁带非常低,因此很容易得到高纯度的单色光.考虑到降低实际加工的难度,...     

权重函数对渐进镜片设计的影响

为了研究权重分布函数对镜片设计的影响,在构建最小化模型的基础上,使用样条插值方法对过渡区域权重函数进行处理,设计了三组连接高权重区域和低权重区域的过渡区域变化快慢不同的权重分布函数.根据不同的权重分布函数设计了相应的渐进多焦点自由曲面镜片,并进行了仿真、加工及评价.实验结果表明权重分布矩阵对镜片光学性能有影响,曲面的平均曲率和主曲率差的过渡区域权重变化越快,镜片的光学性能越优.因此,使用过渡区域较快变化的权重函数有利于降低镜片周边像散、优化镜片光焦度和散光分布.     

MgF_2薄膜对荧光薄膜紫外响应灵敏度的增强特性研究

在光敏面上镀制荧光薄膜将紫外光转变为可见光,是提高CCD和CMOS图像传感器紫外响应灵敏度的一种有效方法。针对荧光薄膜入射界面的散射和反射损耗降低荧光发光强度的分析,研究在荧光薄膜上镀制增透膜和阻隔膜的灵敏度增强特性。采用真空热阻蒸发的镀膜方法分别制备了单层Lumogen荧光薄膜和MgF2/Lumogen复合膜。利用原子力显微镜,紫外可见近红外分光光度计,荧光光谱仪对两种样品的表面粗糙度,漫反射和透射光谱以及荧光发光光谱分别进行对比测试分析。结果表明:MgF2保护层降低了表面粗糙度,减小了入射界面的漫反射损耗,对500~700nm的可见波段具有明显增透作用,也增强了Lumogen薄膜对紫外波段受激发射的荧光强度;同时,MgF2薄膜的抗损伤及水汽隔离性能对荧光薄膜紫外响应能力具有保护作用,为延长紫外CCD薄膜及器件的工作寿命提供了有效手段。     

基于自由曲面透镜结构的紫外发光二极管固化系统光学设计

传统印刷业中用于固化的光源多采用高压水银灯和金属卤素灯等,传统光源的紫外固化技术已经趋于成熟,不过由于光源本身和光学系统的局限,它们会聚出来的线形光线辐照度较低,且光场均匀度不够高,因此固化效率不够高。提出一种自由曲面透镜的设计方法,将发光二极管灯源和自由曲面透镜结合,可以有效实现光线聚焦的效果,提高光效和均匀性。使用三维机械设计软件SolidWorks设计透镜的初始结构,将透镜模型导入光学优化软件LightTools中对透镜进行光线追迹模拟。通过建立目标函数,执行优化方案,对出射光的均匀度、辐照度不断进行优化,实现出射光为高亮度、高均匀度的线形光。     

“高分子物理学”中的基本概念

"高分子物理学"具有基本概念多、理论多的特点,本文沿着"高分子物理学"的主线,按照"聚合物结构-分子运动-性能"的基本框架,从聚合物的链结构、聚合物的凝聚态结构、高分子溶液、黏弹性、聚合物的分子运动和转变、聚合物的极限力学性质等方面,阐明所涉及的重要基本概念的含义和作用,目的是使学生在明晰基本概念的基础上,掌握"高分子物理学"中的公式和基础理论,系统整体化学习高分子物理这门基础理论课程。     

量子点微型光谱传感技术在水质实时监测中的应用

随着我国城市化进程加快和工业化程度加大,水环境保护问题愈发突出。水质的实时监测是水质治理的重要前提之一。从水质实时监测发展历程中的各项技术谈起,介绍和比较多种光学传感法,并着重聚焦于新兴的量子点微型光谱传感技术。量子点光谱仪是基于胶体量子点材料的重建式微型光谱仪,具有成本较低、性能优良、发展潜力大等诸多优势,目前已实际应用到水环境实时监测中。最后总结并展望了水质实时监测技术未来的发展方向。