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。     

空气折射率测量装置

1983年第17届国际计量大会通过“米’划新定义 是基于光在真空中的速度 C.“1m 是光在真空中1s/ 299792458的时间间隔内所经过路径的长度”.从定 义出发测量长度,可以得到最准确的量值,但是一般测 量只能在空气中实现.空气中光速v和真空光速c之 间有以下关系:v=c/n, 式中n是空气折射率. 因此,大地测量中的光波测距仪和长度测量中的 激光干涉仪,在测量时必须同时测定该时刻的空气折 射率值.上述仪器的测量精度很大程度上依赖于空气 折射率的测量精度. 现在配备在上述仪器上的装置是三个空气参量 (气压、温度和湿度)传感器.根据三者测量值由…     

光学系统折射率温度效应的模拟计算

提出一种计算折射率温度效应的新方案。该方案通过拟合有限元热分析得到离散节点温度,在透镜中建立连续的温度场。在计算CODE V光线追迹时,自编子程序根据追迹点的温度和输入数据,实时计算并返回相对折射率及其梯度信息,使折射率温度效应导致的光程变化的计算更为准确。在计算时可以把波长、大气压、折射率温度系数等作为自定义参量,输入到子程序中,使相对折射率的计算更为灵活。最后对一个红外光学系统进行了计算误差分析,得到了像质的变化情况,验证了该方案的可行性。     

迈克尔孙干涉仪上研究空气折射率在温度场中的变化规律

用迈克尔孙干涉仪对空气折射率随温度变化的情况进行了研究,并根据实验数据得到了理论公式,为研究空气折射率随温度的变化提供了理论依据。     

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.     

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。     

利用彩虹滤光片使空气折射率梯度可视化

纹影法是一种将相分布转换为可见图像的光学方法,它可以用于测量一个区域内的空气折射率。彩虹纹影法则是将传统的刀口换为彩虹滤光片,可以使纹影图像变为彩色。相对于灰度来说,人眼对色彩的变化更加敏感,可以更加敏锐的观测到变化。利用MATLAB也可以定量的得到测量场中空气的折射率梯度。     

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     

位相型物体全息干涉计量的计算机全场数据处理

全息干涉法是一种无损、灵敏的新型测量技术。用其测量具有不均匀折射率分布的位相型物体时,可由全场无限条纹图得出全场折射率分布。本文采用图象处理技术进行干涉图的数据处理。文中对测温和计算的某些细节进行了详细的讨论。实验证明,本文采用的方法便利、迅速,编写的FORTRAN及C语言程序可用于同类型问题的处理。     

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.     

C＋＋语言在最小偏向角法测折射率实验中的应用

介绍了用C＋＋语言编程来处理最小偏向角法测量固体折射率的实验数据，为处理实验数据提供了简捷、准确、快速的方法，避免了传统实验数据处理的繁琐及大误差，为使用者提供了方便。     

椭偏法测量云母波片相位延迟量及双折射率(英文)

为了得到云母波片的相位延迟量和双折射率随波长的变化关系,利用椭偏光谱仪连续测量了云母波片在400～770nm光谱范围内的延迟量.在对云母波片进行校准后,测量的数据被光电探测器收集并输送到计算机,根据输出的数据可以得到云母波片的相位延迟量随波长的变化.利用测得的延迟量计算出了云母波片在一定光谱范围内的双折射率,得到了云母波片的双折射率色散曲线,并通过拟合得到了双折射率色散公式.该方法能测量任意波片的相位延迟量,并且具有测量方便、周期短、精度高等特点.     

利用MATLAB探究一维彩虹滤光片的最佳色彩组合

彩虹纹影法是一种将相分布转换为可见图像的光学方法,它可以用于测量一个区域内的空气折射率。利用MATLAB处理纹影图像,可以定量的得到测量场中的相位分布,而彩虹滤光片的色彩组合在一定程度上会影响电脑对数据的处理。利用轴对称温度梯度场,探究了彩虹滤光片色彩组合对实验结果的影响。     

椭偏法测量云母波片相位延迟量及双折射率

为了得到云母波片的相位延迟量和双折射率随波长的变化关系,利用椭偏光谱仪连续测量了云母波片在400~770 nm光谱范围内的延迟量.在对云母波片进行校准后,测量的数据被光电探测器收集并输送到计算机,根据输出的数据可以得到云母波片的相位延迟量随波长的变化.利用测得的延迟量计算出了云母波片在一定光谱范围内的双折射率,得到了云母波片的双折射率色散曲线,并通过拟合得到了双折射率色散公式.该方法能测量任意波片的相位延迟量,并且具有测量方便、周期短、精度高等特点.     

基于C语言和Excel软件下光速测量仪测量玻璃折射率

介绍了用等相位法测玻璃折射率的原理和方法,并利用了C语言和Excel在科学计算中的强大功能,为实验数据的处理提供了简捷和精确的辅助方法,避免了传统实验数据处理的繁琐及误差大的弊端.     

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     

C语言和Origin7.5软件在实验中的应用——以牛顿环测纯水折射率为例

介绍了用逐差法和作图法两种拟合方法处理牛顿环测水的折射率.利用C语言编程和Origin7.5软件实现了对实验数据的绘图、更新、线性拟合等处理,获得可靠的试验参数及直观的图形,使复杂的数据处理变得简单、精确,并对两种方法进行对比.     

ZnO薄膜的椭偏和DLTS特性

用射频磁控溅射在硅衬底上淀积氧化锌薄膜,并对样品分别作氮气、空气、氧气等不同条件下退火处理。为研究退火气氛对ZnO/Si薄膜中缺陷以及折射率的影响,由深能级瞬态谱(DLTS)以及椭偏测量方法进行了检测。椭偏测量结果表明相对原始生长的样品,在氮气和空气退火使ZnO薄膜折射率下降,但氧气中退火使折射率升高。我们对折射率的这种变化机理进行了解释。DLTS测量得到一个与Zni**相关的深能级中心E1存在,氧气气氛退火可以消除E1能级。在氮气退火情况下Zn*i*的存在对抑制VO引起的薄膜折射率下降有利。     

基于湍流球泡折射的空间量子密钥分发性能分析

为了研究大气湍流对自由空间量子密钥分发的性能影响,将大气湍流建模为空间中随机分布的空气球泡,利用几何光学原理分析单光子在湍流球泡中的传播,定量计算了经过两次折射后由于偏振态变化造成的光子透射率比值k和误码率Ep的起伏,利用蒙特卡洛方法模拟了湍流折射率随机变化时二者的趋势;最后推导了经过湍流折射后的诱骗态空间量子密钥分发成码率公式并通过分析误码来源得到满足成码率需要的k值上限,建立偏振误码率与入射角和湍流折射率的关系并得到Ep的安全阈值.仿真结果表明当入射角在44.8°~76.5°,湍流折射率在1~1.33范围内可以满足误码率的上限约束.该研究为湍流条件下进行空间量子通信实验提供了理论参考.     

Ag-Na离子交换玻璃波导的折射率分布研究

用Ag-Na离子交换技术制备了玻璃平面波导.通过棱镜耦合技术测量了波导的模折射率,用反WKB方法拟合得到了平面波导的折射率分布为高斯分布.发现Ag-Na离子交换的扩散系数与交换时间有关,并且随着交换时间的增加而减小.使用随离子浓度变化的扩散系数求解扩散方程得到了玻璃内部Ag离子浓度分布,并通过SEM谱证实了求解的正确性;使用一次多项式模拟的方法求解折射率变化与Ag离子浓度变化之间的关系,得到了平面波导的折射率分布.与反WKB法只能获得多模离子交换平面波导的折射率分布相比,这种方法可以得到任意扩散时间下折射率变化与Ag离子浓度,可以获得单模平面波导的折射率分布.