基于双光栅的纳米测量方法

针对两个物体或平面的相对位移和间隙的纳米级变化量,提出并研究了一种光栅测量方法.采用两组周期接近的微光栅重叠可以产生一组周期分布的条纹,条纹的周期相对于两光栅周期被大幅度放大,并将光栅间的位移反应在条纹的相位信息中.建立了关于双光栅产生叠栅条纹的复振幅分布的近似理论模型.基于该模型设计了一种能够测量两个平行平面相对位移和间隙的方法.针对光栅移动产生相应条纹的过程进行了数值计算.结果表明,两个平行平面的相对微位移将引起相应条纹的大位移,并且该方法最终能在纳米级以内分辨两平面(物体)的相对位移或者间隙变化量.     

光学耦合腔中类电磁感应透明现象的实验研究

光学耦合腔可以模拟原子系统中的电磁感应透明(Electromagnetically induced transparency,EIT)效应.采用分离光学腔镜建立耦合腔,该系统易于调节腔的各种参数.通过改变中间耦合腔镜的不同透射率,实验测量了两耦合腔的反射谱,观测到两耦合腔由于经典相消干涉产生的类EIT现象.由于该系统简单灵活,可用于慢光速和超光速的实验研究.     

云母晶体双折射率色散特性的研究

针对云母晶体材料本身性质所决定的双折射率色散关系不一致性,给波片设计带来非常不利的影响,提出偏光干涉法研究云母的色散特性.即由分光光度计测量出云母晶体的偏光干涉谱,通过对干涉谱极值点所对应波长的精确判断,准确计算出极值点的最大双折射率,获得从紫外至近红外光波段云母晶体的双折射率色散曲线,经多项式拟合数据处理,得到任意波长的双折射率色散公式.为求解不同温度任意波长的云母晶体双折射率提供了一种精确简单的方法,对云母晶体器件的设计与使用有重要的理论依据和参考价值.     

多模干涉耦合器一般成像位置分析

自映像效应是多模波导的一个重要特性,利用多模波导自映像效应制成的多模干涉耦合器被广泛地应用于集成光学回路中。然而根据以往的文献要得出多模干涉耦合器的成像位置要经过一系列复杂的计算。根据多模干涉耦合器的自映像原理,对多模干涉耦合器的成像位置进行分析。成像位置与输入场位置和位置数密切相关,给出了成像位置的解析表达式,得出奇数、偶数的位置数的成像位置分别对应相同,并且奇、偶数的位置数所对应的成像位置之和为多模波导宽度的成像规律。用导模传输分析法验证了表达式和成像规律的正确性。根据成像位置的表达式和成像规律可以直接得出任意输入场位置和位置数所对应的成像位置。为一维和二维限制的多模干涉耦合器的设计提供了理论基础。     

测劈尖角度及折射率的研究

介绍了一种利用光的干涉测量劈尖角度及折射率的方法。     

一种研究M-PC-M结构中光学Tamm态的新方法

为了建立一种研究M-PC-M结构中光学Tamm态的新方法,建立了M-PC-M结构的谐振腔模型,利用光的干涉原理推导出光通过M-PC-M结构的透射率公式,将这一公式称为M-PC-M结构中光学Tamm态的干涉理论.将干涉理论和特征矩阵法进行了对比研究,得出:干涉理论不仅能够解决特征矩阵法所能解决的全部问题,并且能够弥补了特征矩阵法的不足.因此,涉理论是一种比特征矩阵法更优的研究方法.     

波带板干涉法检测双曲面

针对非球面高准确度检测的难题,设计了基于波带板干涉法的共光路干涉系统.阐述了干涉仪的测量原理,实验中针对曲率半径R=103.26mm,口径D=40mm的被测双曲面,设计并制作了波带板,编制了基于坐标变换的条纹中心法的干涉条纹处理程序,并将测量数据与泰勒-霍普森轮廓仪进行了比对,实验结果证明了该系统的可行性和先进性.     

Metallic Contaminant Detection using a High-Temperature Superconducting Quantum Interference Devices Gradiometer

We develop magnetic metallic contaminant detectors using high-temperature superconducting quantum interference devices （HTS-SQUIDs） for industrial products. Finding ultra-small metallic contaminants is an important issue for manufacturers producing commercial products such as lithium ion batteries. If such contaminants cause damages, the manufacturer of the product suffers a big financial loss due to having to recall the faulty products. Previously, we described a system for finding such ultra-smafi particles in food. In this study, we describe further developments of the system, for the reduction of the effect of the remnant field of the products, and we test the parallel magnetization of the products to generate the remnant field only at both ends of the products. In addition, we use an SQUID gradiometer in place of the magnetometer to reduce the edge effect by measuring the magnetic field gradient. We test the performances of the system and find that tiny iron particles as small as 50 × 50 μm^2 on the electrode of a lithium ion battery could be clearly detected. This detection level is difficult to achieve when using other methods.     

基于血红细胞特征体积模型匹配的慢速血流检测

针对微血管中血流速度慢、血红细胞数量少的特点,采用同步移相显微干涉术实时测量血红细胞的相位,建立血红细胞特征体积模型,对多帧相位图进行特征血红细胞匹配,以实现慢速血流检测。利用牛红细胞阿氏液制备了流速在0.1～1.0 mm/s内可控,内径为100μm的微血管模型,搭建了基于微偏振阵列的同步移相显微干涉实验装置,通过实验验证了所提慢速血流检测方法的可行性,血流速度的测量误差不超过±11.2%。     

基于激光干涉测量的液体高脉冲压力校准

针对压电式高压传感器等的幅值灵敏度脉冲压力校准中的量值溯源问题,将一种基于牛顿第二定律的液体脉冲压力激光干涉测量方法用于落锤式液体高脉冲压力校准装置。通过质量块的动力学建模以及激光干涉测量质量块的加速度,得到脉冲压力幅值大小,使脉冲压力幅值能溯源到时间、长度与质量等基本量。通过对压力和加速度分布不均、摩擦力等影响进行理论与实验分析,压电式压力传感器幅值灵敏度校准不确定度得到了完整评估。激光干涉法液体脉冲压力校准装置压力幅值覆盖（10~500）MPa,扩展不确定度在1.8%以内。