光纤法布里-珀罗复合结构折射率传感器的灵敏度分析

理论上推导了光纤法布里-珀罗复合结构传感器的反射光谱条纹对比度与外界介质折射率的关系,并分析了实验参数对传感器灵敏度的影响.利用化学腐蚀渐变折射率多模光纤制作了光纤法布里-珀罗复合结构折射率传感器,空气中的条纹对比度可达30 dB以上,折射率测量的灵敏度达45 dB/RIU(refraction index unit,简RIU)以上.实验结果与理论符合很好.通过理论和实验分析,提出了进一步提高传感器灵敏度的方法. 关键词： 光纤传感器 法布里-珀罗复合结构 折射率测量 灵敏度     

用恒偏向角法测直角棱镜的折射率

讨论了用恒偏向角法测量直角三棱镜折射率的原理,得到了恒偏向角条件下的折射率计算公式.设计了简单实用的实验方法,实验结果与理论分析符合较好.     

最小偏向角法测三棱镜折射率的相图探究

三棱镜折射率的测量是大学物理实验的重要组成部分,对培养学生的基本实验技能、加深对经典光学理论的理解具有重要作用。本文依据几何光学原理探究了最小偏向角法中在有出射光时最小偏向角与三棱镜顶角、折射率所对应的函数关系,建立了有出射光时入射角、折射率、顶角间以及最小偏向角时折射率、顶角、最小偏向角间的相图,阐明了两相图的物理意义。该研究拓展了三棱镜折射率实验的研究思路。     

折射率与电声子相互作用的关系

从微观出发研究电声子相互作用对折射率的影响。用半经典方法导出一个适用于晶态和无序度小的介质折射率公式和折射率温度系数公式。首次指出电声子相互作用引起的折射率温度系数,高温时为一常数,低温时与T~3成正比。并与实验作了对比,理论曲线与实验符合得很好。用得到的公式计算了好几种材料的温度系数。计算值与实验值相符合。     

测量玻璃折射率实验的讨论

讨论了最小偏向角法测量三棱镜玻璃折射率的理论和实验,可有效地解决测量玻璃折射率实验中所出现的问题。     

用反射法自动测量大尺寸样品的折射率分布

针对大尺寸样品的折射率分布测量,引入自动扫描装置和适时数据处理系统,研究出一种高灵敏度的智能化反射法折射率分布测量仪,可进行快速、自动、准确的折射率分布测量.经理论分析和实验研究提出了一套合理的实验数据处理方法.并具体介绍和详尽分析了实验装置,讨论了有关理论和实验误差,给出了消除各种误差的有效方法,最终得出较为理想的实验结果.     

离子交换玻璃波导折射率分布的确定

本文提出了由模折射率确定波导表面折射率的新方法,简化了White提出的公式,且可适用于任意折射率分布的平面光波导,具有普遍意义。分析结果表明,理论计算与实验测量相符合。     

在线型光纤法布里-珀罗折射率传感器及光谱分析方法研究

提出一种在线型光纤法布里-珀罗折射率传感器。传感器由空芯光子晶体光纤两端熔接单模光纤而成。理论分析并实验验证了其折射率传感特性。结果表明,干涉条纹对比度随溶液折射率的增加而减小,与理论模拟一致。提出利用标准差解调方法对干涉谱进行分析,标准差解调方法具有更好的线性度和准确性,可靠性更高,便于编程实现自动化、快速的数据分析和溶液折射率的实时检测。     

微波异常传播中的负折射率问题

给出关于电磁波折射率理论的评述,重点介绍了美国圣迭戈加州大学（UCSD）研究组关于负折射率的实验,该实验证明左手化物质（LHM）确实呈现负折射率。     

SiO_2单层膜的反常色散研究

利用等效折射率概念分析了SiO2单层膜反常色散出现的原因,并在1.1 m镀膜机上证明了理论分析的合理性.结果表明,理论分析与实验结果一致,沿薄膜厚度方向折射率的对称周期变化使薄膜的等效折射率变化在可见光波段与致密膜层的变化不一致,表现出反常色散的现象.膜厚方向折射率变化周期越大,等效折射率随波长增加的趋势就越大,薄膜表现出的反常色散特性越明显.沿膜厚方向折射率变化幅度的对色散特性影响次之.     

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.     

All-fiber multimode-interference-based refractometer sensor: proposal and design

A novel all-fiber refractometer sensor is proposed, which is based on multimode interference in the multimode fiber core section sandwiched between two single-mode fibers. A wide-angle beam propagation method in the cylindrical coordinate is employed as the modeling tool for simulation and design of the proposed refractometer sensor. The design for a refractometer is presented that shows that the refractometer would have an estimated resolution of 5.4 x 10(-5) for refractive indices from 1.33 to 1.45 and of 3.3 x 10(-5) for refractive indices from 1.38 to 1.45 through the choice of an appropriate length of the multimode fiber core section.     

Liquid refractometry: an approach for a continuous measurement

A method is described for obtaining an accurate real-time measurement of the refractive index of liquids. It is based on a modification of the Pulfrich refractometer. The optical arrangement is suitable for in-line industrial applications where a continuous measurement is required. Some experimental results are presented which confirm the feasibility of the method.     

套管辅助法测量异型预制棒折射率分布

基于光束扫描法的光纤预制棒折射率测试仪主要适用于直径和长度在一定范围内的圆柱形样品折射率分布的测试。提出一种套管辅助法可实现更短长度、更细直径和变直径样品的折射率测试。该方法将待测样品居中放置于一个尺寸符合测试要求的圆柱形套管内,并在套管内注入折射率匹配油,使其没过待测样品后按常规步骤进行测试。对比实验结果表明,套管辅助法与直接测量法的偏差与仪器的测量误差相当。采用套管法,获得了预制棒拉丝终止后变径区不同位置折射率的径向分布,可为拉丝过程的研究提供参考。     

High resolution optical refractometer for dispersion measurement in UV-NIR range

A high resolution optical refractometer for dispersion measurement in the UV-NIR range is described. Using this refractometer, refractive index of a range of liquid samples, such as aqueous solutions of sugars, salts and alcohols, was measured as a function of wavelength in the range from 300 nm to 920 nm with accuracy better than 10 ^{- 5}. So accurate results can be used for improvement of resolution of OCT measurements conducted in biological samples.     

圆盘式折射计中的光线分析

本文对作者提出的圆盘式折射率计里的光线,特别是非平行光线的传输问题进行了详尽的分析.分析及计算机计算表明,圆盘式折射率计的线性度甚至可对非平行光线仍良好保持.圆盘内光线的多次反射克服了非全内反射的影响,使得输出线性度仍然得以保持.有关参数设计及改进精度的讨论亦在本文作了讨论.     

高精度V棱镜折射仪光机结构设计

针对传统V棱镜折射仪采用光学度盘,目视对准方式无法满足现代光学玻璃生产线以及高精度折射率测量的需求。提出一种新型的高精度基于CCD 机器视觉对准的V棱镜折射仪的总体设计方案,并对准直光管、传动机构、锁紧和微调机构以及轴角编码测角机构等主要组成部分进行了光机结构设计。在考虑空气折射率影响因素的修正公式的基础上,分析了仪器的检测误差。实验结果表明:其折射率检测精度可达 310-6,满足了高精度V棱镜折射仪的技术指标要求。     

Non-intrusive refractometer sensor

An experimental realization of a simple non-intrusive refractometer sensor is demonstrated in this communication. The working principle of the sensor is based on intensity modulation of the back-reflected light when output light from an optical fibre end focusses onto air-medium interface. The change in the refractive index of the medium affects the reflectance of the incident light signal and thus modulates the back-reflected signal. Refractive index variation as small as 0.002 RIU can be measured using the present technique. The advantages of the technique are its simplicity, cost efficiency and usefulness in monitoring refractive indices of acidic solutions.     

圆盘型液体线性光电折射率计

提出一种具有线性响应的圆盘型液体光电折射率计，光线在圆盘内的多次反射显著地消除了非全内反射的影响，有效地改善了测量线性度，这种圆盘型光电折射率计甚至可对非平行入射光束仍保持相当好的线性度。