基于菲涅尔原理的光纤型折射率测量装置

基于菲涅尔原理设计了一种结构简单的新型光纤折射率测量仪。实验采用同时监测输入光P0、反射光P,消除光源不稳定产生的误差;理论推导了折射率随光强的变化关系,并引入修正因子η;选择空气和水作为样品进行了测试,测得25℃时样品在1550nm波长的折射率分别为1．0025和1．3122,与参考值相对误差不大于0．27％,实现了气体和液体折射率的测量。该装置可用于折射率的实时监测,适用于工业在线监测物体折射率。     

应用菲涅耳原理计算ILS下滑台保护区

仪表着陆系统下滑信标天线是通过地面反射作用形成引导飞机着陆的下滑面引导信号,反射面的反射性能直接影响下滑面的信号质量,本文通过应用菲涅耳原理对下滑信标天线反射面保护区进行了计算,可作为下滑台保护区确定的参考。     

菲涅耳光纤引导光深入中央气孔

悉尼大学的研究人员开发了一种有孔光纤,可以沿着中央气通道传导光,不过这种方法并不等同于光子晶体(PC)光纤理论。PC光纤可用于产生布喇格反射的孔周期列阵,从而将光限制在中央充气通道或实心通道,悉尼大学设计的光纤有沿有效菲涅耳区域分布的气孔,比如在直径为125μm的光纤处。来自气孔表面的光散射干涉,在光纤的中心形成了一个强度峰值的分布。这种光纤的生产没有PC光纤那么严格。被分开为8μm～12μm的气孔置于菲涅耳区域,用于产生30μm直径的场模。做为试验用的菲涅耳光纤的孔大小随着所选用样品的不同而不同。     

基于菲涅耳反射的准分布式光纤温度传感器

基于菲涅耳反射原理和光时域反射(OTDR)技术,提出了一种新型的、结构简单的准分布式光纤温度传感器.传感器由两个端面抛光的光纤对接构成,并在两端面间隙中填充温敏材料.传感器周围温度变化改变温敏材料的折射率,从而引起菲涅耳反射强度的变化.将三个传感头串联,利用OTDR探测各传感器菲涅耳反射的微弱变化实现温度传感和传感器定位.在-30～80℃范围内,随着温度升高,该系统各个传感头的菲涅耳反射强度单调增大,且温度传感特性具有良好的重复性,同时具有极低的附加损耗.     

基于菲涅耳反射的准分布折射率传感器研究

介绍了一种基于时分复用光纤传感技术的准分布折射率传感器。通过测量光纤端面的菲涅耳反射信号的强度,实现对待测溶液折射率的分布检测。在多个测量点之间采用不同长度的延迟光纤,利用不同传感位置处的菲涅耳反射信号回到测量端的时间差来实现距离可分辨的多点测量。实验结果表明该传感器的测量距离达16 km,测得折射率范围为1.3486~1.4525,对应的灵敏度范围为38.785~305.430 dB/RIU(RIU为折射率单元)。     

菲涅耳直边衍射的边界波处理

本文运用边界波理论对菲涅耳边衍射问题进行了研究。分别对Ｅ偏振和Ｈ偏振情况下应用的场分布用边界波理论进行了分析和计算,并将它们与严格的电磁理论作了比较。结果表明,边界波处理方法中的基尔霍夫和瑞利－索末菲理论,分别与直边衍射的严格电磁理论解中的电场分布和磁场分布符合较好,前两者在远场时一致,而在近场衍射存在差别。同时也表明,边界波处理方法具有物理图像清晰,计算简洁的特点。     

非对称方孔的夫琅和费和菲涅耳衍射

基于标量衍射理论,对均匀平面波通过两个非对称双矩孔的衍射作了解析研究和数值计算,给出了夫琅和费和菲涅耳衍射的横向、轴上和轴外光强分布。研究表明,可用其最大光强的相对误差来区别夫琅和费和菲涅耳衍射,所得结果与两个圆孔情况一致。     

菲涅耳衍射的逆运算研究

衍射光场的相位逆运算是有意义并且困难的工作.本文基于菲涅耳衍射计算公式,给出了实现衍射逆运算的方法.并用数字全息理论与技术,结合衍射计算和相位解包裹算法,研究了圆孔衍射在菲涅耳衍射区的光场重构.继而完成了用衍射逆运算来计算衍射孔光场分布的计算机模拟和实验测算工作,结果证明两者是吻合的.     

矩孔菲涅耳衍射的一种数值计算方法

提出了一种用计算机计算矩孔菲涅耳衍射的方法,通过对菲涅耳衍射积分公式的转换,把矩孔菲涅耳衍射公式用菲涅耳积分来表示,结合MATLAB和MAPLE的优点,在MATLAB中调用MAPLE的积分指令来实现对矩孔菲涅耳衍射场的计算．并给出了计算结果和这种方法用于计算单缝和半平面屏的菲涅耳衍射.     

液体盐度在线测量的一种光学方法

提出了一种对液体盐度进行检测的光学方法 ,特点是 :在液体中的探头是无源的光学结构 ,其性能简单可靠 ,可以温度补偿使其结果不受温度影响 ,采用对称的差动放大器可以消除零飘 ,可在线测量。     

海水盐度光学检测技术研究进展

在一定温度条件下,海水的盐度与其折射率之间存在线性对应的关系,因此通过测量海水折射率可以推算出其盐度.详细介绍了几种利用光学方法测量液体折射率,从而间接检测海水盐度的技术,主要包括光纤光栅传感检测法、表面等离子波检测技术和利用几何光路折变计算折射率的检测技术,重点分析了各种方案的传感器结构、工作原理、影响测量精确度的因素,以及在实际应用中存在的问题,最后对光学技术在海水盐度实时检测中的可行性进行了展望.     

光纤线路中菲涅尔反射对传输的影响

文章定量地讨论了光纤线路中存在的菲涅尔反射及其对数字信号传输和模拟信号传输的影响。     

基于光纤F-P干涉波长的溶液浓度测量系统研究

为了消除光源强度波动对测量结果的影响，根据溶液浓度与其折射率的关系和光纤法布里珀罗(F—P)干涉仪透射光谱中心波长与干涉仪腔内介质折射率之间的关系，利用其透射光谱的中心波长进行透明溶液浓度的精确测量，开发出测量实验系统。采用可调光学滤波器对传感信号进行采集。对浓度为5％～80％的酒精进行了实际测量实验，浓度最大测量偏差为0．003％。该系统具有如下特点：1)与CCD测量技术相比，采用法布里-珀罗干涉系统透射光谱的波长信号进行溶液浓度测量，可实现连续大范围、高精度测量；2)消除了光源波动对测量结果的影响，可实现连续高精度测量，且测量范围宽；3)直接利用光电探测器PIN进行传感信号的检测，使系统计算简单；4)便于实现分布式遥测系统；5)直接拟合出F—P干涉波长与溶液浓度之间的关系，使其更适合于工程实际的应用。     

菲涅尔反射对光纤连接器插入损耗的影响

光纤连接器在研磨完成后,纤芯端面的3D图通常显示为凹陷,即在跳线两两对接时,两光纤端面间会存在空气间隙。当光经过此光纤连接器时,在两个端面之间必定产生菲涅尔反射。基于菲涅尔反射理论,分别讨论了在计入干涉和不计干涉两种情况下光纤连接器的插入损耗,并绘制了不同空气间隙厚度时的插入损耗曲线,解释了Telcordia GR-326-CORE Issue3把光纤凹陷限定在50nm之内的实际意义。     

载波调制型大气光学湍流光纤测量系统的实验研究

介绍了利用载波调制型光纤Mach-Zehnder干涉仪测量大气光学湍流折射率起伏的原理,给出了载波调制信号的解调方法.实验研究表明,该系统测量大气折射率起伏方差的噪声水平为2.5×10-16.在真实的大气环境下,通过与传统温度脉动仪的对比测试分析表明,两者的探测结果无论在量级上还是在变化趋势上都有很好的一致性,这标志着大气湍流的光纤测量技术已初步迈入实用阶段.     

全光纤干涉系统用于光纤长度测量实验

利用全光纤干涉系统 ,提出了光纤长度测量的新方法 ,与传统的光纤长度测量方法—时域反射 (OTDR)法相比 ,该方法完全消除了OTDR的盲区。通过实验 ,验证了该方法的可靠性和理论分析的正确性。     

一种测量旋转轴线位置的高分辨率光纤传感器

研制了一种用于旋转轴线位置测量的高分辨率反射型强度调制（RIM）光纤传感器。在旋转部件端面刻划漫反射图谱,利用该图谱对反射光的强度调制,来获取旋转轴线位置偏移的大小和方向。该传感器制作工艺简单,分辨率可以达到0．1μm,灵敏度可以达到100．7mV／μm,在测量范围内具有良好的线性,而且通过调整传感器与反射面间的距离,可以实现对测量范围和灵敏度的调整。给出了旋转轴线位置偏移与反射光强度调制的关系表达式,并利用所建立了实验系统对该传感器的性能进行了分析。