纤芯失配熔接的高灵敏度光纤折射率传感器

提出并实验验证了一种基于马赫泽德干涉仪(MZI)的高灵敏度光纤折射率(RI)传感器。传感头由一段单模光纤(SMF)夹熔在两段较短的细芯光纤(TCF)中组成TCF SMF-TCF结构,其总长度为9 mm。由于光纤纤芯失配导致的纤芯模和包层模发生干涉,干涉谱对传感头外部折射率的响应极其敏感。使用该传感器检测具有不同折射率的甘油水溶液,实验结果显示:传感器干涉谱的共振波长随环境折射率的增大向长波方向漂移,其折射率灵敏度在1.33 RIU～1.38 RIU范围内约为159 nm/RIU。该传感器具有结构简单、易于制造、成本较低、灵敏度高、抗电磁干扰能力强等优点,在生物化学与环境监测等领域具有较大的应用潜力。     

Optical bistability induced by quantum coherence in a negative index atomic medium

Bistability behaviors in an optical ring cavity filled with a dense V-type four-level atomic medium are theoretically investigated. It is found that the optical bistability can appear in the negative refraction frequency band, while both the bistability and multi-stability can occur in the positive refraction frequency bands. Therefore, optical bistability can be realized from conventional material to negative index material due to quantum coherence in our scheme.     

单端面长周期光栅透射模式测量技术

为了实现长周期光栅透射谱测量模式的远距离监测,设计了单端面镀反射膜的测量装置系统,对单端面镀银膜长周期光栅的传感原理做了分析,并从实验的角度分别对单端面镀银膜模式系统和直接透射模式系统的长周期光栅在不同折射率的环境介质中的响应进行了研究,比较了它们的异同。首先,采用2×2单模光纤耦合器分别连接光谱分析仪、光源、长周期光栅。然后,在包含长周期光栅的光纤的另一个端面制备反射银膜。最后,通过测量一系列不同折射率的环境介质,比较了直接透射模式与单端面镀银膜模式下的长周期光栅的响应光谱。实验结果表明:采用波长解调表达时,对于同一种环境介质,两种模式下长周期光栅的响应光谱的谐振波长基本相同;采用功率/峰值解调表达时,随着甘油浓度从水变为80%的甘油溶液,直接透射模式下的光损耗从-6.05 d B变为-9.22 d B,单端面镀银膜模式下的光损耗从-8.03 d B变为-11.33d B。与直接透射模式相比,单端面镀银膜的长周期光栅光谱中的相对光损耗明显增加,谐振峰更尖锐,更有利于谐振波长和谐振峰光损耗值的识别。本研究设计的单端面镀银膜的长周期光栅测量系统不仅保留了长周期光栅透射谱的感应模式,而且使长周期光栅在对环境介质的测量中操作更加灵活方便,尤其是在远距离、恶劣环境或深层液体的折射率测量中具有独特的优势。     

一维光子晶体的有效折射率及色散特性

对有限长度一维光子晶体引入了复有效折射率的概念.它的实部描述了一维光子晶体的色散特性, 虚部反映了光在光子禁带被损耗衰减而消失的特征.从具体计算λ/4 波片堆组成的一维光子晶体的复有效折射率的结果可以看到,它的实部受到光子带结构的调制,在光子禁带及透射带中的一部分出现反常色散现象.在很大的频率范围内,有效折射率变得小于1.     

在线原麦汁浓度检测仪

原麦汁浓度是啤酒生产过程中的一项重要指标。溶液的折射率是其浓度的函数 ,全反射的临界角与其浓度之间有一一对应关系。利用线阵CCD做为高精度探测器件 ,检测全反射临界角的变化 ,可测量溶液的浓度。临界角的变化与电源的波动及光源的强度变化等因素无关 ,并且溶液中的固体颗粒、小气泡等不影响检测精度。研制了一种在线检测原麦汁浓度的测试仪器 ,介绍了仪器的光学结构及数据处理方法。现场测量精度为± 0 1(以浓度表示)     

Orientational order parameter estimated from molecular polarizabilities – an optical study

An optical study of N-(p-n-alkyloxybenzylidene)-p-n-butyloxyanilines, nO.O4 compounds with the alkoxy chain number n?=?1, 3, 6, 7, and 10 has been carried out by measuring the refractive indices using modified spectrometer and direct measurement of birefringence employing the Newton's rings method. Further, the molecular polarizability anisotropies are evaluated using Lippincott δ-function model, the molecular vibration method, Haller's extrapolation method, and scaling factor method. The molecular polarizabilities α _e and α ₀ are calculated using Vuk's isotropic and Neugebauer anisotropic local field models. The order parameter S is estimated by employing the molecular polarizability values determined from experimental refractive indices and density data and the polarizability anisotropy values. Further, the order parameter S is also obtained directly from the birefringence data. A comparison has been carried out among the order parameter obtained from different ways and the results are compared with the body of the data available in the literature.     

射流式单重态氧发生器的气液两相耦合模型

 将气液两相耦合模型应用于射流式单重态氧发生器,通过数值模拟和实验的比较验证了该模型的可行性。分析了发生器工作参数对其动力学过程的影响,发现在保持其它参数不变的情况下,氯气和BHP溶液的相对浓度决定了发生器动力学过程的类型。给出了利用氯气吸收速率变化曲线判定发生器动力学过程类型的方法。在原有模型基础上考虑了热效应及其对模型参数的影响,计算了水蒸气的含量。模型改进后,模拟结果更接近于实验值。     

激光标线的原理和实验

根据几何光学知识分析了激光标线原理.理论和实验表明:激光标线长度与激光光束形状、光学元件形状及材料折射率有关.并讨论了激光标线向两侧扩展的原因.     

LiNbO3电光偏转器的研究

从电光效应出发，对ＬｉＮｂＯ３电光偏转器的基本品质因子进行研究，导出了偏转器的设计公式，用有限差分法计算了四柱面电极电光偏转器的电场分布，对不同结构参数，给出了梯度线性度和结构因子。     

激光雷达湍流大气探测

基于湍流对激光束的扩散和漂移效应,提出了一种采用激光雷达观测湍流强度的方法。湍流对光束产生扩散和飘移作用,使激光光束偏离激光雷达接收视场,造成后向散射光能量损失。对比常规散射回波信号与畸变回波信号的差别可以测量湍流强度。实验表明该方法与其他方法的测量结果具有一致性,证明了该方法的有效性。