利用4400系统构造具有光学多道分析功能的信号处理系统

基于4400系统,通过引入光电二极管列阵作为传感器,构造了具有光学多道分析功能的信号处理系统。利用该系统对实际的激光空间分布进行了描绘,给出了高斯场分布的相应参数。通过进一步观测p偏振光在K9玻璃上下表面反射光强比(γ)的角度调制曲线,获得了玻璃表面层的光学参数。实验结果表明,该系统测量精度高,可应用在激光时间信号及空间场分布的表征与测量领域。     

紫外波段有机染料DMT掺杂SiO2薄膜的光谱特性

本文采用溶胶 凝胶法合成了紫外波段有机染料DMT掺杂SiO2 薄膜和块体材料 薄膜中掺杂浓度高达 1 2 4× 1 0 - 2 mol/L ,块体材料浓度掺至 1 5× 1 0 - 3mol/L 由于SiO2“笼”的束缚作用 ,在荧光光谱中未观察到荧光猝灭现象 ;由于SiO2 “笼”的极化作用 ,370nm的发射峰较其在环己烷中发生了 34～ 44nm左右的红移 ;580～ 590nm的发射峰的量子效率比 370nm的发射峰略高     

基于p偏振光双面反射的薄膜传感器光学参数的优化

ｐ偏振光在镀膜平板玻璃上、下表面反射光强比γ的角度调制曲线的性状与膜层光学参数密切相关。分析了γ与膜层折射率、消光系数及膜厚的相对梯度随光参数变化的着急为基于ｐ偏振光双面反射的薄膜传感器选择最佳参数提供了理论依据,计算表明该类型传感器对膜层折射率的测量分辨率高达１０＾－７。对不同工艺条件下得到的溶胶－凝胶ＳｎＯ２膜进行光学参数测定及初步气敏实验,结果表明ｐ偏振光双面反射可作为高灵敏度光化学传感器的     

矩形光栅的衍射特性

本文采用严格的一阶耦合波理论,对矩形光栅的衍射特性进行了分析,给出了TE模和TM模同时具有很高的衍射效率时的光栅结构。计算表明:只有在满足Bragg衍射条件时,TE模和TM模才能达到峰值衍射效率。为了验证理论与编制程序的正确性,将计算结果与已有的资料进行了比较.     

表面等离子体激元共振溶胶-凝胶薄膜传感器

采用溶胶－凝胶金属氧化物半导体薄膜,作为表面等离子体激元共振效应的光化学传感器的传感介质。分析了金属Ag膜与传感薄膜的光学参数对传感器灵敏度的影响。通过在金属层与传感层之间优化设计中间层,进一步提高了传感器灵敏度。选择SnO2薄膜及SiO2薄膜作为传感层与中间层,对三种气体NH3、C2H5OH、C3H8进行气敏实验,结果表明结构优化的传感器具有更高的灵敏度。     

镀金属两层膜系长周期光纤光栅模式转换与折射率响应

基于耦合模理论,研究了镀金属两层膜系长周期光纤光栅(LPFG)的模式转换及其折射率响应特性。从表面等离子体共振(SPR)的激励条件和模式转换发生条件出发,指出镀金属两层膜系LPFG中的SPR和模式转换不会同时发生,在此基础上分析了镀金属两层膜系LPFG包层模有效折射率随敏感薄膜厚度的变化,发现镀金属两层膜系LPFG的模式转换区域比镀膜LPFG的转换区域要宽,且模式转换区域内第一次转换时的有效折射率变化斜率比镀膜LPFG的大,意味着在该区域其对敏感膜层的变化有更高的响应。考察了金属薄膜厚度对镀金属两层膜系LPFG包层模有效折射率的影响,结果表明,随着金属薄膜厚度的增加,第一次转换时有效折射率的变化斜率逐渐增加。分析了第一次转换时镀金属两层膜系LPFG透射谱对敏感薄膜折射率变化的响应特性,结果表明,镀金属两层膜系LPFG传感器对敏感薄膜折射率的灵敏度明显高于镀膜LPFG,对敏感薄膜折射率的灵敏度的分辨率可达10-6。     

Optical humidity-sensitive mechanism based on refractive index variation

A novel composite model is put forward for humidity-sensitive material based on Maxwell-Garnett and effective medium theory. The analytical expression of the relation between effective refractive index and relative humidity is shown with different absorption factors and porosities. The larger the absorption factor is, the higher the refractive index is. The refractive index of humidity-sensitive SiO2 film decreases with the increase of ceramic material porosity. The sensitivity of optical humidity sensor can reach the magnitude of 10-3. In comparison with the experimental humidity-sensing curve by the method of p-polarized reflectance and the analysis of mechanism, theoretical simulation is in agreement with experimental results. Therefore, this composite model is proved to be reasonable which lays new theoretical foundation in further research on optical humidity sensor.     

Long-Period Fibre Grating Thin Film Sensors Based on Cladding Mode Coupling

Based on a method of rigorous vector-field analysis, a numerical model of triple-clad long-period fibre grating is established. The vector components of the electric field for the HE11 cladding mode are plotted to study the field distribution of the cladding mode. The local intensity curves of the first six l= 1 cladding modes are also given. It is found that the low-order HE modes have a larger proportion of intensity localized in the core than the low-order Eli modes, just like the double-clad LPFG. Further, the coupling constant between the core mode and the cladding mode is analysed. The results show that the coupling constant of the low-order HE increases monotonously when the mode number becomes larger, and it varies monotonously with the film thickness except for a certain specific region.     

长周期光纤光栅气敏薄膜传感器结构优化

基于三包层长周期光纤光栅模型,研究了包层表面涂覆一层溶胶凝胶气敏薄膜的长周期光纤光栅化学传感器的灵敏度Sn与薄膜光学参量(折射率n3和厚度h3)和光纤光栅结构参量(光栅周期、折变量和光栅长度)之间的关系。采用最优化数值方法,找到了获得高灵敏度所需的最佳膜层光学参量和光栅结构参量。理论计算表明,该类型传感器对膜层折射率的测量分辨率高达10-8。实验上制作了对乙醇气体敏感的传感器,并证实了传感器结构优化的必要性。     

溶胶-凝胶法制备Fe-Al_2O_3巨磁旋光薄膜

用溶胶-凝胶法制备了Fe-Al2O3铁磁金属-非磁绝缘体基体薄膜。实验结果表明,当Fe与Al2O3的质量比为1∶1,热处理温度为420℃时,所制备的薄膜具有最大的磁致旋光(Faraday)效应,测得的费尔德(Verdet)常数V=(6.8×104)°/(T.cm)。通过分析,得出了Fe-Al2O3薄膜巨磁Faraday旋光效应主要是由光、磁场与薄膜相互作用产生剧烈塞曼(Zeeman)分裂引起的。对影响薄膜Faraday旋光效应的各种主要因素进行了讨论。