OCT图像法测量折射率

基于光程匹配原理提出了一种用光学相干断层成像(OCT)系统获得的图像测量样品折射率的方法。通过分析光程匹配原理,给出用OCT图像法测量样品折射率的原理及过程。以玻璃载波片和黄瓜组织为样品进行实验。实验结果表明,用OCT图像法获得的载玻片和黄瓜组织的折射率测量值分别为1.499和1.353,与发表或已知的折射率结果相吻合,测试结果的随机误差可小于0.01。另外,使用OCT图像法通过短时间所采集的两幅图像可对横向扫描任意位置的折射率同时进行测量。该方法进一步简化了基于光程匹配原理的折射率测量法的过程,缩短了测量时间,是一种快速测量样品折射率的实用方法。     

基于空芯光纤的集成式全光纤法-珀干涉式湿度传感器

利用空芯光纤制作的法布里-珀罗(Fabry-Pérot,F-P)干涉传感器具有较低的温度敏感性,由于传感器干涉光光程差与空芯光纤制作的F-P干涉腔腔内介质折射率有直接依赖关系,提出在空芯F-P干涉传感器的腔内填充一种具有较强吸水性的新型纳米复合水凝胶从而构成一种温度低敏感的微型湿度计。当水凝胶通过吸收空气中的水蒸汽而使自身的折射率发生变化时,就会导致F-P腔干涉光的光程差发生变化,通过检测这一光程差的变化就可实现对环境相对湿度的测量。实验结果表明,填充自制的水凝胶,在38%～98%的相对湿度变化范围内,传感器的光程差从608.7180μm变化到了604.0488μm,在水凝胶折射率变化范围内,其光程差与相对湿度的灵敏度为77.82nm/(1%)。     

光学方解石晶体温度特性

利用热膨胀系数张量推导出光学方解石晶体(OCC)的任意方向热膨胀系数的表达式,确定了晶体的零膨胀方向;推导出晶体任意方向双折射率的温度变化量的表达式,并给出晶体中任意方向光程差随温度的变化关系。结果表明,对应方位角为65.35°或114.65°的方向是OCC的零膨胀方向;温度对晶体中光程差的影响随方位角的变化而变化,在垂直于晶体光轴的方向这种影响最大。     

用短相干光源测量平行平板玻璃的光学均匀性

为了解决传统干涉绝对测量法不能测量前后表面平行度很好的光学玻璃和晶体均匀性问题,提出了在以短相干光为光源的泰曼-格林干涉仪上,通过调整参考光路的光程,使被测样品的前后表面分别处在零光程差位置,这样从样品两面反射回来的光就不会同时满足和参考光相干涉的条件,从而解决了前后面的反射光干涉混叠问题.用虚光栅移相莫尔条纹法处理采集到的干涉图,得到位相数据,代入绝对测量法的计算公式,得出待测样品的折射率分布.对厚度为13 mm、口径为75 mm的光学平板玻璃进行测量.结果表明,光学均匀性检测准确度可达到2.6×10－6,被测样品折射率偏差的峰谷值为Δnpv=6.06×10－6,均方根值为Δnrms=8.96×10－7.     

用反射率和低相干技术测容器内液体的折射率

为测量透明容器内液体的折射率,建立了基于容器内表面反射率测量的低相干技术实验系统。系统采用宽带低相干半导体激光光源和改进的迈克尔逊干涉仪,将装有待测液体的容器放入测量臂光路中,调节参考臂的光程,使由容器前壁内表面反射光的光程与来自参考臂反射光的光程相等,出现干涉现象。捕捉并记录下此干涉信号,并从中求出容器前壁内表面反射光的强度,再结合菲涅尔公式及反射率的定义,即可求出待测液体的折射率,其测量精度与阿贝折射仪相当。方法能够方便、快捷、准确地测出容器内液体的折射率,可用于食品、生物医学检验等领域内液体浓度或折射率的实时非接触监测。     

一种精确测量平行透明体折射率的方法

给出了一种测量平行透明体折射率的方法，借助迈克尔孙干涉仪和分光计可以精确测量光程差的变化及角度，用钠光源对一平行平晶样品进行了测量．     

一种精确测量平行秀明体折射率的方法

给出了一种测量平行秀明体折射率的方法，借助迈克尔孙干涉仪和分光计可以精确测量光程差的变化及角度，用钠光源对一平行平晶样品进行了测量。     

基于迈克耳孙干涉光程差放大法的微小位移测量

基于迈克耳孙干涉光路,介绍了一种新的测量微小位移的实验方法.通过在迈克耳孙干涉原光路中添加平行平面镜组,使入射光和反射光在反射镜组中多次反射.当平行平面镜之间的距离发生微小变化后,两反射光束之间光程差将会被放大,通过观测干涉条纹的变化可以计算出微小的位移.设计了实验光路,对该方法进行了实验验证.与传统的迈克耳孙干涉实验相比,该方法的测量精度有很大的提高.     

迈克尔逊干涉仪测量液体的折射率及仪器调节方法

本文介绍了用迈克逊干涉仪测量液体折射率的方法，原理简单。在干涉仪导轨上平放一方形玻璃容器，内装待测液体，动镜铅垂地浸没在液体中。通过测出动镜在液体内的移动量及其相应的干涉条纹变化数，就能计算液体的折射率，有较高的测量精度。本文详细分析了干涉仪上分光板的反射光通过空气、玻璃、液体，由反射镜反射后出现的多个反射光点，只有通过对这些反射光点的调节，才能得出干涉条纹并符合计算公式的要求。     

基于Mathematica的牛顿环干涉与折射率关系的讨论

为针对牛顿环上下表面及干涉膜折射率的大小关系,讨论对应光程差的表达式。利用Mathematica软件模拟光强分布和条纹干涉图样,形象直观地得到折射率的大小关系对应的干涉图样变化。研究结果对于全面正确理解半波损失、额外光程差具有很好的指导意义,同时对于理解不同折射率的干涉图样变化更加形象直观。     

掺半导体玻璃(SDG)波导非线性饱和的导波测量方法

掺半导体玻璃波导的折射率分布是通过多模波导有效折射率测量得到的.当耦合进入波导的激光功率密度变化时,可在不同模深度处,测量到波导的非线性折射率系数,并获得波导非线性折射率系数与功率密度的关系.从而得到波导的非线性饱和值为1.54×10-4.     

锥形三包层石英特种光纤折射率与温度传感器

提出了一种锥形三包层石英特种光纤(TTCQSF)的折射率与温度传感器。它是通过对2根单模光纤(SMF)之间熔接的三包层石英特种光纤(TCQSF)熔融拉锥得到的SMF-TTCQSF-SMF级联结构,形成了光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)。由于TTCQSF纤芯模和包层模之间的光程差会随着外界环境的变化而改变,从而引起传感器干涉谱的变化,因此可以通过检测传感光谱的变化实现对外界物理量的测量。分别对该传感器进行折射率和温度传感实验,实验结果表明,当溶液折射率在1.3350~1.3466范围、温度在25.7℃~94.9℃范围内时,随着折射率和温度的增加,传感器的传输光谱分别出现红移和蓝移现象,其折射率灵敏度和温度灵敏度分别为1673.94 nm/RIU和-0.061 nm/℃,且均具有很好的线性度,其中RIU为单位折射率。该传感器制作简单、灵敏度高,在生物化学、工业生产的折射率和温度测量场合具有较好的应用前景。     

用MatLab曲线拟合工具箱处理物理实验数据

以测量玻璃热膨胀系数和折射率温度系数实验、太阳能电池基本特性测量实验为基础,介绍了用MatLab曲线拟合工具箱处理物理实验数据、拟合实验曲线的基本方法,展示了其简单、快捷、高效的特点。     

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.     

第八届亚洲物理奥林匹克竞赛中实验考题的分析

介绍了第八届亚洲物理奥林匹克竞赛中实验考题——"干涉法测量玻璃热膨胀系数和折射率温度系数"的内容、实验原理,并对实验的考试结果进行了分析.     

布儒斯特角法测量金属薄膜折射率并解释不消光现象

根据布儒斯特角原理对磁控溅射的铜膜样品进行了折射率的测量,实验发现当p偏振光以布儒斯特角入射时,反射光并没有完全消光.从理论上、通过数值计算分别论证了金属薄膜折射率的虚部、薄膜界面多次反射等因素的影响,并与实验结果比对得到符合的结果.     

飞秒激光脉冲作用下光学玻璃的色心和折射率变化

实验研究了近红外飞秒激光脉冲诱导重钡火石玻璃产生的色心、紫外透明和折射率变化,测量了样品在激光辐照前后的吸收光谱和折射率的变化.实验发现色心的产生伴随着折射率的改变,但色心漂白后,折射率的改变依然存在,表明色心与折射率改变的热稳定性不一致,意味着飞秒激光脉冲诱导玻璃折射率变化的机理与色心产生的机理不同.实验还观察到色心区域在紫外产生透明;色心漂白后,紫外透明消失的现象,并阐述了可能的机理和应用.     

一种基于表面等离子共振的液体折射率测量系统

折射率是反映物质信息的重要物理量,在化学、生物、医药等领域中,经常需要将样品制成低浓度溶液进行化学或物理反应,通过对其折射率微小变化的检测来测定样品的各种性质及参数。为此,提出了一种利用表面等离子体共振传感原理测量液体介质折射率的激光相位测量方法,采用Kretschmann结构并建立模型。理论分析表明,在1.333~1.336的折射率变化范围内,反射光p、s分量相位差的变化与折射率变化呈近似线性关系,并由此得到测量公式。设计并搭建了基于双频激光外差干涉光路的折射率测量系统,系统具有良好的共光路结构,抗干扰能力强,信号处理采用相位调制方法,光路结构简单,测量精度较高。通过甘油溶液折射率测量实验表明其与理论分析结果一致,且与其他方法的结果吻合,两者的相互误差小于2.0×10-5。该方法可广泛应用于生物检测、化学分析、环境污染研究、医学诊断、食品卫生检测等领域。     

外场作用下玻璃的光学常数的变化

本文根据色散理论分析了在热、力、声和电场作用下玻璃的光学常数的变化机理,研究了玻璃的折射率温度系数、光弹系数、应力光学系数、热光常数和非线性折射率的变化规律以及它们和玻璃成分、结构之间的关系,提出了玻璃在外场作用下光学常数的变化系数的计算方法,用玻璃的折射率非线性变化的观点讨论了强激光引起的玻璃中热弥散、自聚焦和破坏等现象。     

一种用激光干涉测量光波波长的新方法

提出了一种利用激光干涉仪测量光波波长的方法。通过改变在光的传播路径上垂直放置的透明玻璃与光传播方向的角度,使相干光的光程差发生变化;利用干涉条纹与转过角度、透明玻璃厚度之间的关系,通过激光干涉实验能准确测量出光波的波长。