测量石英晶体光轴方向厚度的光谱分析法

基于石英晶体的旋光色散原理,提出了一种测量石英晶体光轴方向厚度的光谱分析方法。利用光学矩阵方法对测量原理进行了分析,指出通过测量由两个正交的偏光镜和待测石英晶体所组成的系统的透射曲线就可以精确计算出待测石英晶体的厚度。在实验的过程中进行了误差分析,分析表明选取长的测量波段、低的扫描速度、短的响应时间和小的狭缝宽度都有利于提高测量精度,并从理论上证明所得厚度的精度高于电子数显千分尺的测量精度。利用三种不同的方法对两块不同厚度的石英晶体进行了测量,测量结果表明利用提出的方法所得厚度的精度可以达到0.1μm,与理论分析的结果相一致。     

多级石英晶体旋光光学滤波器的滤波特性

根据石英晶体的旋光色散特性,利用光学矩阵方法对多级石英晶体旋光光学滤波器的滤波原理进行了详细的理论分析,推导出多级石英晶体旋光光学滤波器的透射主峰波长和通带半宽度的计算公式.利用分光光度计对单级和多级石英晶体旋光光学滤波器的滤波特性进行了实验研究,结果表明单级和多级石英晶体旋光光学滤波器滤波特性与理论曲线一致.从理论和实验上证明了多级石英晶体旋光光学滤波器与单级相比通带半宽度得到了有效的压缩,且随滤波器级数的增大,压缩的程度也随之增大. 关键词： 光学滤波器 偏振 石英晶体 旋光色散     

石英晶体旋光光学滤波器的特征参量

利用Müller矩阵和Stokes参量,从石英晶体旋光光学滤波器的透射比公式,推导出了石英品体旋光光学滤波器特征参量的理论计算公式.研究发现,特征参昼的值与滤波器的级数和滤波器中最薄石英晶体的厚度存在直接联系.计算得到一、二、三级石英晶体旋光光学滤波器在不同透射主峰的特征参量,并对其进行了实验验证.通过对不同透射主峰的特征参量进行比较可以看出,对于确定的滤波器,不同透射主峰处的自由光谱范围和通带半峰伞宽随着波长的增大而增大;同一透射主峰处的通带半峰伞宽随滤波器级数的增大而减小.     

旋光晶体的寻常折射率与左旋光和右旋光折射率的关系

由光的波动方程证明,若介质为旋光物质,则其极化率张量χ一定有非对角对称的共轭虚元素,并导出了旋光晶体的寻常折射率no与左旋光折射率nL和右旋光折射率nR之间的关系.将理论分析结果与实验数据相对照,结果完全吻合.     

石英晶体旋光性的温度效应测试研究

为了测试温度对石英晶体旋光性的影响,采用陶瓷平板型半导体制冷器件作为温控器,设计、建立了石英晶体旋光性温度效应的测试系统,对石英晶体旋光特性的温度效应进行了测试研究：在-10～60℃的温度范围内,从实验上测试了石英晶体的旋光角随温度的变化。实验结果表明：对于确定的单色光,随着温度的升高石英晶体的旋光率增大。根据测试结果,通过求解塞耳迈耶尔方程和四次拟合的方法,得出了塞耳迈耶尔方程的常数与温度的关系式,从而可以得出任意温度下不同波长对应的石英晶体的旋光率。     

1310nm波段石英晶体旋光性的温度效应测试研究

为了测试温度对1310nm波段石英晶体旋光性的影响,采用高低温试验箱作为温控器,设计了双光路检测系统对石英晶体在1310nm波段旋光性的温度效应进行测试研究。实验结果表明,在-10～20℃温度范围内,对于确定波长的光,随温度的升高,石英晶体的旋光率增大;在25～50℃温度范围内,随温度的升高旋光率减小;对于同一温度,波长越长旋光率越小。根据测试结果求解Sellmeier方程得出了Sellmeier方程的常数与温度的关系式,从而可以得出任意温度下不同波长对应的石英晶体的旋光率。     

使用示波器测量旋光率

对现有的测旋光度装置加以改进,组成了一套直观测量旋光度的实验装置.本文介绍了该装置的基本原理、结构及使用方法.     

基于晶体旋光效应的近场光学空间滤波

 在激光传输与放大系统中,激光束的空间滤波是光束质量控制的重要环节。利用各向同性晶体的旋光性,采用偏振光检偏法选择不同空间频率光束的通过与阻挡,实现激光光束的近场空间滤波。用多个滤波器串接构成滤波器组,可提高光束空间窄带滤波性能。该方法有利于克服激光工程中采用4f滤波带来的空间滤波器体积庞大与抽空耗能的缺点。     

用统计直线法测定中药薄荷油的旋光率

用计算机辅助的回归直线方法测定了中药薄荷油的旋光率，这种方法是用不同浓度薄荷油的样品建立的，获得了满意的结果。     

基于晶体旋光效应的近场光学空间滤波

在激光传输与放大系统中,激光束的空间滤波是光束质量控制的重要环节。利用各向同性晶体的旋光性,采用偏振光检偏法选择不同空间频率光束的通过与阻挡,实现激光光束的近场空间滤波。用多个滤波器串接构成滤波器组,可提高光束空间窄带滤波性能。该方法有利于克服激光工程中采用4f滤波带来的空间滤波器体积庞大与抽空耗能的缺点。     

一种测量糖溶液旋光率的新方法和MATLAB分析

利用光学实验中常用的分光计、偏振器和自制的读数盘通过组装搭建形成一种可以用来测量偏转角和旋光率的系统(简称直读式分光计旋光仪)。利用该系统测量了蔗糖旋光率,与传统的WXG-4旋光仪比较,实验结果的相对误差小于0.3%。实验现象明显,读数方便快捷。通过MATLAB分析了WXG-4型旋光仪和自制旋光仪实验数据,发现两种数据相似度极高。该自主改装的"直读式分光计旋光仪"可以作为一种测量糖溶液旋光率的新方法。     

基于激光旋转加热的非导电材料高温光谱发射率测试方法与装置

光谱发射率是表征材料热物理性能的重要参数。对于非导电材料的高温光谱发射率测试,一般采用高温加热炉加热或辐射加热的方式来进行发射率测试,存在的问题是采用高温石墨炉加热时,样品可能会与高温石墨发生化学反应,从而破坏材料原有物性;采用辐射加热,一般是单向静止加热,会存在样品温场梯度非均匀分布的问题。基于激光旋转加热和样品/黑体整体一体化设计,提出了一种“样品动中测”的非导电材料高温光谱发射率测试新方法,建立了相应的测量模型,突破了传统的 “样品静中测”的局限,样品与参考黑体共形一体化设计,采用微区域光谱辐射成像方法,同时测量参考黑体和样品的光谱辐射能量与温度。建立了激光旋转加热状态下的热传导方程,对典型样品材料的温度分布进行了仿真计算,结果表明旋转样品温场分布较为均匀,分析了温场分布与红外光谱发射率测量误差间的关系,给出了适用于本测试方法的材料的热导率下限值。基于该方法,搭建了相应的测量装置,对典型材料碳化硅在1 000 K时的光谱发射率进行了测试,在4 μm处对各个典型高温温度点的光谱发射率进行了测试,得到了碳化硅材料在红外波段的光谱发射率波长变化和温度变化规律特性。与国外的测量结果进行了比对,结果较为一致,验证了激光旋转加热光谱发射率测试方法的可行性。采用此方法,不破坏样品本身的理化特性,样品加热升温速度快,测量温度范围上限高,有效减小了激光静止单向加热带来的温度不均匀性,可同时测量出样品和参考黑体的光谱辐射亮度及温度,无需另外再设计标准高温黑体,解决了现有非导电材料高温光谱发射率测试中非均匀加热和辐射能量同步比对测量的问题,可应用于多种非导电材料高温光谱发射率的测试。     

基于相对光谱差异的非接触式LED结温测量方法

提出一种运用相对光谱的整体差异表征AlGaInP基LED结温的方法.首先使用光谱仪测量不同驱动电流、不同衬底温度下,不同颜色AlGaInP基LED的相对光谱,计算同一LED不同结温条件下相对光谱之间的差异,然后分析相对光谱差异与结温变化量之间的线性度,最后比较相对光谱差异法与峰值波长法测量的准确性.研究表明:相对光谱差异与LED结温变化成正比,相对光谱差异法的准确度和测量误差随光谱仪带宽的增大而增大.当光谱仪带宽为2nm时,其准确度优于采用带宽为1nm的峰值波长法;当带宽为5nm时,其准确度与带宽为1nm的峰值波长法相当.     

挥发性盐基氮的光谱分析方法

报道了一种挥发性盐基氮(TVB-N)测定方法。通过奈斯勒试剂处理的分子筛吸收挥发性盐基氮,形成NH₂Hg₂IO固相显色体,采用漫反射光谱装置直接测定。探讨了测量原理、条件及影响因素,表明该方法具有操作方便,灵敏度高,试剂用量少等优点。方法的线性范围为1～8 μg·mL-1,检测限达0.1 g·mL-1。用于鱼、肉食品新鲜度的监测,发现鱼肉随放置时间的延长,挥发性盐基氮迅速增加,表明鱼肉的腐败变质是一个加速过程,并且鱼的变质速率相对猪肉更快一些。     

饱和食盐水比热容测量的不确定度

用一种简易的控温方法实现对饱和食盐水比热容的散热法测量,并对其结果的不确定度进行分析.与文献值比较,该方法所得结果可信,其不确定度主要来源于系统的散热系数及温度的测量.     

棱镜晶体旋转法测量液晶器件大预倾角

晶体旋转法是测量液晶分子预倾角的常用方法,但不适用于测量20°~70°之间的预倾角。提出一种棱镜辅助晶体旋转法测量预倾角的方案。把液晶盒夹在两个直角棱镜间,入射光从前面棱镜一个面入射,经过液晶盒从后面棱镜出射,改变入射光的入射角,测量出射光透过率,能得到对应双折射相位差为零、透射光强最大的入射角,进而由几何光学关系确定预倾角。数值模拟和实验结果显示该方法具有可行性。     

基于小波变换的多组分药物计算光度分析法

本文将小波变换与主成分回归法相结合，提出一种新的多组分药物计算光度分析方法。通过有效去除原始数据中所含的噪声，提高了多组分光度分析计算的准确性和稳定性。将其用于氯霉素、醋酸地塞米松以及尼泊金乙酯药物体系分析，与主成分回归法相比，分析计算结果总平均相对误差由１．４８％下降到０．４６％。     

正常星系光谱的一种谱线自动提取方法

正常星系的光谱是天体光谱谱线自动提取中最难处理的一种。文章针对正常星系光谱给出了一种新的谱线自动提取方法。首先,定义了两条光谱间的Max操作,Max操作的结果是生成了一条光谱,该光谱在每个波长处的强度取为在相应波长处强度较大的那一个光谱的强度;然后,通过迭代处理拟合连续谱,在每一步迭代中,先对原始光谱和前一步拟合出的连续谱进行Max操作,再对Max操作生成的光谱进行传统的连续谱拟合;最后,联合采用整体阈值处理和自适应的局部阈值处理提取谱线。实验结果表明：该方法的性能较之传统的小波方法有显著提高,这将对后续的基于谱线的光谱分类和参数测量非常有利。