液体薄膜遮光效应的研究

当激光束通过静态液体薄膜时,由于表面的全反射效应能够观察到液体薄膜的遮光效应.在此基础上,以白光为光源研究了液体薄膜的遮光效应.结果显示,白光光源的遮光图样非常清晰,且无激光散斑效应|遮光图样的中心是一个光强极强的亮域,该区域的外部为两个同心的环状暗场,两个暗场之间是亮场,亮暗边界十分清楚|液体薄膜遮光图样的半径大小与液体的折射率有关,液体折射率越大,遮光图样的半径越大.本文给出了液体薄膜遮光半径与液体折射率的解析关系,分析了遮光图样产生的必要与充分条件,并根据液体薄膜的遮光效应,建立了一种测量液体折射率的新方法,测量了纯净水的折射率.结果表明,该测量值与传统方法所测折射率的值相吻合且该方法具有设备简单、操作简便、重复性好、准确度高等特点.     

激光反射法测量弯曲液面特性

发现了弯曲液面上边界反射光场的带状暗场扩张效应.当平行激光束垂直入射到由平板润湿效应引起的弯曲液面上时，边界反射产生特殊的反射图样，图样的中间为带状暗场，两侧有清晰的衍射条纹，并且带状暗场宽度随入射光束宽度的缩小而迅速变大.分析了反射图样的带状暗场宽度与入射光束宽度的解析关系，得出了弯曲液面的斜率曲线和高度曲线.建立了一种利用弯曲液面边界反射的暗场扩张效应来实时测量液面特性的新方法.     

光学方法对润湿效应形成弯曲液面的理论及实验研究

利用光学方法对润湿效应下的弯曲液面进行了研究.当准直、扩束的激光垂直入射到弯曲液面上时,其反射图样中心为一圆形暗场,周围为明场的光强分布,暗场大小与入射光束所覆盖的液面面积有关.当入射光束直径较小时,反射图样中暗场尺寸较大.随着入射光束直径增大,暗场区域变小.根据液面形成机理,从几何光学角度对这一现象进行了研究和分析,得到了弯曲液面高度随距离变化的解析关系式,并与Yong－Laplace方程进行了比较,实验和理论符合较好.     

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。     

白光和激光产生的调制不稳定性的比较

在非线性自散焦LiNbO_3∶Fe晶体中,实验观察了用激光作光源和用白光作光源两种情况下所产生的调制不稳定性,并从三个方面对这两种情况进行了比较。实验结果表明:在两种情况下,达到稳定状态前,MI现象都会随辐照时间的增加而变得越来越清晰,并且MI图样都会随着入射光束形状的变化而变化。不同的是,用白光作光源时,灯丝长度方向与晶体c轴方向的夹角大于等于45°时出现MI,而用激光作光源时,入射光束方向与c轴方向的夹角不大于45°才出现MI。     

利用迈克耳孙干涉仪检测薄膜玻璃厚度一致性

提出了利用迈克耳孙干涉仪快速检测薄膜玻璃厚度一致性的方法,即只在干涉仪的单一光路同时插入2片材料相同的薄膜玻璃片,对比白光通过两薄膜玻璃片产生的干涉图样,判断其厚度是否一致.对相差较大的玻璃片进一步测出厚度差值,并与螺旋测微器测得的结果进行比较,验证了该方法的可行性.     

三维空间下混合白光LED系统照度模型

针对包含暖白光和冷白光两种不同LED光源的混合白光LED系统, 提出一种非线性控制混合白光LED系统照度模型的方法论。该混合白光LED系统包含暖白光及冷白光两种不同LED光源。混合白光LED系统总照度取决于两个LED光源所占的光通量比例, 据此提出三维空间下不同电流负载情况下的混合白光LED系统的照度模型, 通过简单的光学及电学测试方法校准, 并实验测试验证该三维照度模型的真实性。该方法对混合白光LED系统的应用具有一定参考价值, 而且其适用于多个光源的LED系统, 并不仅限于白光LED。     

液体表面的遮光效应及其应用

首次发现了液体介质表面的遮光效应,讨论了遮光半径与液体介质性质的关系.基于这一发现,建立了一种测量液体折射率的新方法,该方法具有实时、自动化、高精度等特点.     

液体表面驻波的演示和驻波波长的测量

将液体平铺在透明亚克力平板上,在表面张力的作用下得到均匀的液膜.驱动平板上下振动,在合适的频率下可在液膜表面得到稳定的驻波图样.通过光学方法将驻波图样投影到屏幕上,适当地调制投影光源,可以显示不同相位的驻波峰值图样.利用自制装置演示了不同形状液膜的驻波,测量了驻波波长,并得到液体毛细波的色散关系.     

分形——它的应用与进展讲座：第四讲 薄膜中的分形

薄膜中的许多过程,包括固态薄膜的形成过程常常伴随着复杂图样的出现.这里的薄膜可以是固态、液态和气态,其厚度可以从nm到um或更厚,但厚度远远小于横向尺寸.这些薄膜中出现的复杂的、分叉众多的图样常常是一定尺度范围内的无规分形,可以计算出它们的分维[1].出现分形图样的薄膜过程有:汽相物理淀积、非晶态薄膜的晶化、溶液膜中的晶体生长、液体界面上的电解淀积、粘滞指凸(visco-us fingering)、气态电介质膜中的电击穿等.对上述过程都进行了相应的计算机模拟工作,其中最突出的是“扩散限制聚集”(DLA)模型[2],它走在实验工作的前面,对…