用M-Z干涉仪对空气折射率的定量测量与理论探讨

用自行组建的M-Z干涉仪测量空气在不同压强下的折射率,得到恒定温度下折射率随压强变化的具体关系,并从理论上对空气折射率的成因进行了分析,较好地解释了实验结果.     

C60复合物折射率的研究

将C60掺入聚甲基丙烯酸甲酯形成C60复合材料。研究了其折射率与温度变化的关系；随加入C60量不同，导致折射率有不同的变化；并研究了该复合物经紫外线照射后的折射率变化。结果表明：掺入C60的聚甲基丙烯酸甲酯折射率比纯甲基丙烯酸甲酯折射率明显提高。此种C60复合物的折射率随温度升高而降低，而且C60含量越高，折射率对温度变化越敏感；经紫外线照射后的C60复合物的折射率对温度的变化更加敏感。     

电弧法刻写长周期光子晶体光纤光栅的研究

通过电弧放电在光子晶体光纤(PCF)中产生空气孔塌缩来刻入长周期光栅(LPG)。在此基础上进一步分析其周期长度、周期个数、环境折射率和温度对该光栅传输特性的影响。研究结果表明,该方法制备的光栅的传输特性随周期长度和周期个数有规律地变化,并测得其环境折射率灵敏度系数和温度灵敏度系数分别为420nm/RIU(RIU表示折射率单位)和7.86pm/℃。由此可见,这种光栅具有对环境折射率的变化敏感而对温度的变化较不敏感的特性,因而在减少交叉敏感的光纤传感器件方面有广泛的应用前景。     

迈克尔逊干涉仪测量空气折射率实验中最佳间隔条纹数的探讨

通过迈克尔逊干涉仪来研究压强对空气折射率的影响,通过Excel软件将实验数据进行线性拟合,得出了不同间隔条纹数下空气折射率随压强变化的拟合直线。当条纹间隔数取不同数值时,将测得的百分差和相对不确定度进行比较,最终确定最佳的间隔条纹数,提高了实验教学中测量空气折射率的精度。     

测量液体折射率随温度的变化

本文根据温度变化对液体折射率的影响，通过实验测量了液体折射率随温度的变化，从而获得对折射率的更全面了解。     

石英晶体右旋光与左旋光折射率差的温度特性

利用Jones矩阵,从理论上分析了石英晶体的旋光特性。在-10～60℃的温度范围内,实验测试了石英晶体的旋光角随温度的变化关系,并得出了石英晶体右旋圆偏振光与左旋圆偏振光折射率差随温度的变化关系。结果表明,对单色光来说,石英晶体右旋光与左旋光折射率差随温度的升高而增加,也就是说,石英晶体的旋光率随温度变化的这一特性是由晶体的右旋圆偏振光与左旋圆偏振光的折射率差随温度的变化引起的。     

石英晶体的色散方程及折射率温度系数

研究了石英晶体在不同温度下折射率随波长的变化规律.通过对Sellmeier方程严格求解,得出了其系数表达式,计算出了不同波长对应的折射率,经验证与实验值符合得很好.通过曲线拟合求解出了折射率温度系数表达式,由此式可计算出不同波长折射率温度系数;进一步求解出了Sellmeier方程常量随温度变化地数值,得到求解不同温度任意波长的石英晶体主折射率的一种方法.     

基于光子晶体波导结构的甲烷与温度双参量传感器设计

通过在完整三角晶格空气孔型光子晶体平板中引入两条空气槽型波导,并在槽型波导中引入折射率随甲烷气体浓度变化的敏感薄膜,设计并优化了一种甲烷与温度双参量传感器。建立光子晶体波导传感分析模型,利用平面波展开法、等效折射率方法、时域有限差分法对甲烷和温度的传感特性进行了理论分析。结果表明,两条传感通道的通带峰值中心波长会随甲烷气体浓度增加发生线性蓝移,而随温度增加出现线性红移。其中,通道1的甲烷传感灵敏度能达到0.012 nm,温度传感灵敏度达到1.69 nm/℃,通道2的甲烷传感灵敏度能达到0.010 8 nm,温度传感灵敏度达到1.66 nm/℃,同时结合双参数矩阵法正好能解决传感交叉敏感问题。     

流体折射率随压强变化的测定

本文给出一种测量折射率微小变化的方法，并借助迈克尔逊干涉仪测定水和空气在低压条件下折射率随压强的变化情况。     

彩虹及在非均匀球中的应用

利用广义洛伦兹-米氏理论，研究了多层球折射率按指数规律变化时，其一阶彩虹角分布随折射率变化的情况。研究结果表明，无论折射率为指数增大还是指数衰减，多层球彩虹角位置均与折射率分布密切相关，为探测非均匀球的折射率及梯度分布以及燃烧室的温度分布提供了有效的信息。     

不同沉积温度下非晶硅光学薄膜的光学特性研究

光学薄膜的光学特性是薄膜设计与制备的基础。硅材料是红外光学薄膜中一种重要的高折射率材料。研究了在不同沉积温度下非晶硅光学薄膜的折射率和消光系数的变化。结果表明,在200℃时,硅薄膜折射率最大,消光系数随温度升高而减小。     

Matlab软件在迈克尔逊实验仪测空气折射率中的应用

通过压强变化时显示屏上干涉条纹出现或者消失的数量,迈克尔逊实验仪可以测定空气的折射率。实验中测量的物理量较多,人工处理数据比较繁琐,且容易出错,因此使用Matlab软件处理数据可以直接得到不同气压的空气的折射率,处理过程快捷精确。Matlab软件处理数据时,对实验数据进行了最小二乘法处理,可以得到空气折射率随气压变化的拟合直线。     

全固双芯光子晶体光纤温度传感特性的研究

主要分析带隙型全固双芯光子晶体光纤填充高温度系数折射率敏感介质后的温度特性.应用平面波展开法和全矢量有限元法研究温度对其模场分布、有效折射率、耦合长度及温度传感的影响.理论计算结果表明,耦合长度随温度升高出现单极值或多极值点,奇模式的有效折射率随着温度的变化或波长的变化会出现跳变情况.     

液体填充光子晶体光纤长周期光栅双谐振温度传感器的设计与优化

本文在正六边形光子晶体光纤长周期光栅包层空气孔中选择性填充液体材料,设计并优化一种高灵敏度长周期光栅双谐振温度传感器。基于模式耦合理论建立光纤光栅传感模型,发现在包层空气孔填充特定折射率液体材料后,同一光栅周期下,模型分别在短波长、长波长处出现透射谐振峰,然后利用全矢量有限元法在完美匹配层边界条件下对模型的温度特性进行了数值分析。结果表明:当包层空气孔中填充磁流体时,随着温度的升高,左峰(短波长处)中心波长蓝移,右峰(长波长处)中心波长红移,且左、右峰间隔随温度变化曲线近似线性,其温度灵敏度为11.40nm/℃;当第一层空气孔中填充折射率温度系数更高的乙醇,其他空气孔中填充磁流体时,左、右峰间隔的温度灵敏度为2.99nm/℃。     

二维空气环型光子晶体的负折射成像特性

采用平面波展开法和时域有限差分法研究了由空气环组成的二维三角晶格光子晶体平板的负折射成像特性.研究结果表明对于外半径为 0.4 a,内半径 0—0.13a的空气环型光子晶体,第二能带中归一化频率为 0.3 的电磁波可以实现有效折射率为-1的负折射成像.通过光子晶体有效折射率的计算,得到了有效折射率为-1的电磁波频率随空气环内径由0—0.2 a变化的规律,并由对应等频曲线的变化解释了结构参数对光子晶体平板成像的影响. 关键词： 光子晶体 空气环 负折射 等频曲线     

C语言下迈克耳孙干涉仪测量空气折射率的实验探究

通过压强变化时显示屏上干涉条纹出现或者消失的数量, 迈克耳孙干涉仪可以测定空气的折射率. 实 验中测量的物理量较多, 人工处理数据比较繁琐, 且容易出错, 因此使用C语言处理数据. 运行相关程序后可以直 接得到不同气压下空气的折射率, 处理过程快捷精确. C语言处理数据时, 对实验数据进行了最小二乘法处理, 可 以得到空气折射率随气压变化的拟合直线     

基于光纤微腔的温度及折射率同时测量型传感器

基于多光束干涉原理,设计了一种基于光纤微腔的温度及折射率同时测量的反射型光纤传感器.该传感器将渐变折射率多模光纤的一端用氢氟酸腐蚀形成一个空气腔,带空气腔的渐变折射率多模光纤一端和单模光纤熔接,另一端切平构成传感头.实验选取渐变折射率多模光纤的长度为538.1μm,空气腔长度为40.8μm.结果表明:光纤微腔结构所形成的多光束干涉光谱条纹对比度与光纤微腔外的溶液折射率相关,干涉波峰移动与环境温度相关,通过监测条纹对比度和干涉波峰的移动,可以实现对折射率和温度的同时测量.当折射率在1.341 5~1.432 0RIU变化时,反射强度对折射率的灵敏度为57.24dB/RIU;当温度在30℃~70℃之间变化时,谐振波长对温度的灵敏度为12.3pm/℃,可检测到的最小温度变化为1.2℃,测得最小折射率变化为3.4×10-4.该传感器也可应用于其他参量的测量,具有良好的应用前景.     

激光热效应对PPLN晶体倍频效率的影响

从准相位失配关系出发,研究了PPLN晶体倍频效率与温度的关系,针对温度对折射率与极化周期的影响,分析了激光热效应对准相位匹配系统谐波转换过程的影响。采用有限元分析法计算了PPLN材料内部温度分布状况,并对热效应影响下晶体内部倍频效率变化情况进行了计算。计算结果表明:在不同基频光功率密度下,在倍频过程中晶体温度及通光方向截面折射率的分布不同,在倍频晶体出射面倍频效率的分布也不同;随基频光功率密度增大,晶体整体温度与折射率增大,出射端面倍频效率分布随基频光功率密度变化而变化;与理想条件倍频系统相比,激光热效应对晶体倍频效率有一定的影响。     

空气环型二维光子晶体完全带隙特性研究

采用平面波展开法, 系统研究了空气环型二维光子晶体的完全光子带隙随结构参数变化而改变的规律, 并将其与普通的空气孔型和介质柱型二维光子晶体的完全带隙进行了比较. 研究表明: 空气环型二维光子晶体不仅可以获得更宽的完全带隙, 而且, 当介质折射率较低时, 其可以获得普通空气孔型和介质柱型二维光子晶体在低折射率条件下所无法获得的完全带隙. 关键词： 空气环型二维光子晶体 完全带隙 平面波展开法     

表面等离子体共振的热致折射率

激光束照射液体产生的热累积效应会引起其折射率变化,从声光方程出发分别分析了液体瞬态折射率与稳态热致折射率产生的机理,研究了透镜焦距以及入射波长对去离子水折射率的影响.利用表面等离子体共振检测系统对温度改变的高度敏感性,建立了一种新型的液体棱镜检测系统,数值模拟了不同功率下去离子水的稳态共振曲线,当功率变化为0.7 W时,其折射率变化为1.4×10-3.采用功率可调的980nm的连续激光器对去离子水的热光效应进行了实验研究,得到了其稳态热致折射率随功率的变化关系,当功率变化0.7 W时,其折射率变化为3.35×10-3,最后剖析了实验与理论之间误差的可能来源.