细光束扫描测量光纤预制棒折射率分布的研究

聚合物光纤预制棒的折射率决定了光纤的传输特性,精确测量光纤预制棒折射率分布非常必要.本文主要研究了一种新的测量方法--细光束扫描来测量光线预制棒的折射率分布.     

聚合物光纤折射率测量的研究

介绍了采用相移干涉法进行聚合物光纤剖面折射率分布测量的技术,并着重阐述了相移技术和去包裹技术的原理。     

高折射率镀膜聚合物波导传感器的制备

为了提高利用倏逝波传感的光纤传感器的灵敏度问题,仿真并验证了一种基于高折射率镀膜的光纤传感器.首先两根光纤之间利用激光诱导波导自行成技术形成聚合物波导,并在波导表面镀上一层高折射率Ta2O5薄膜以增强波导表面倏逝波强度,从而增加传感器灵敏度.根据聚合物波导制备结果,使用COMSOL Multiphysics?软件对Ta...     

塑料光纤折射率计连续测量研究

本文对基于宏弯曲塑料光纤的折射率计的连续测量特性进行了研究.宏弯曲结构的曲率半径与光纤半径的比值决定了该折射率计的工作特性.由于聚合物材料具有一定的吸水性,导致该折射率计在连续工作时其结构参数发生改变.实验表明,浸没时间超过40 h,折射率计产生了7.3×10-5 RIU的测量偏差.这项研究指出,基于塑料光纤的液体传感器,在连续工作时必须对其吸水性问题加以考虑.     

塑料光纤折射率计连续测量研究（英文）

本文对基于宏弯曲塑料光纤的折射率计的连续测量特性进行了研究。宏弯曲结构的曲率半径与光纤半径的比值决定了该折射率计的工作特性。由于聚合物材料具有一定的吸水性,导致该折射率计在连续工作时其结构参数发生改变。实验表明,浸没时间超过40h,折射率计产生了7.3×10~(-5) RIU的测量偏差。这项研究指出,基于塑料光纤的液体传感器,在连续工作时必须对其吸水性问题加以考虑。     

测量自聚焦光纤透镜聚焦常数的曲线拟合算法

提出了基于曲线拟合的光纤透镜聚焦常数的测试方法,用于超小自聚焦光纤探头研制过程中聚焦常数的直接测试。基于自聚焦光纤透镜模型及其折射率分布特征,研究了测量自聚焦光纤透镜聚焦常数的二次多项式拟合和线性化拟合算法。论述了聚焦常数对超小自聚焦光纤探针传光性能的影响。利用光纤端面折射率测试仪测试自聚焦光纤的折射率分布轮廓曲线,根据二次多项式拟合和线性化拟合算法分别求得聚焦常数和中心折射率。实验结果显示,利用二次多项式拟合算法和线性拟合算法求出的聚焦常数分别为5.587mm-1和5.513mm-1,与厂家的标称值5.5mm-1基本吻合,表明曲线拟合算法适用于对自聚焦光纤透镜聚焦常数的测量与分析。     

用国产6JA型干涉显微镜测量光学纤维的折射率分布

本文报导了用国产6JA 型干涉显微镜测量光纤的折射率分布所得到的结果(用切片干涉法),并介绍了切片样品的制备工艺,讨论了实验结果的误差,还简要说明了6JA干涉仪在光纤非破坏测试、折射率分布色散的测试的应用。     

阶跃折射率多模光纤包层等离子体共振传感器

光纤表面等离子体共振(SPR)传感器通常以纤芯为共振基底,需要采用腐蚀、侧抛、研磨等复杂的加工工艺将光纤包层去除,存在倏逝波不易泄露,传感探针制作困难的问题。本文提出一种以光纤包层为SPR共振基底的阶跃折射率多模光纤包层SPR传感器。采用单模光纤与阶跃折射率多模光纤偏芯熔接结构,将单模光纤纤芯中的光直接注入多模光纤包层,并在阶跃折射率多模光纤包层外镀50nm金膜。在探针传感段,光场能量全部分布在阶跃折射率多模光纤包层中,发生SPR效应充分。与传统光纤包层SPR传感结构相比,该传感器能够获得更深的共振谷,折射率测量范围为1.333～1.385RIU时,传感器的平均灵敏度可达2 307nm/RIU,本文亦对传感段多模光纤纤芯直径与长度不同参数的影响进行了探究。本文提出的阶跃折射率多模光纤包层SPR传感器制作简单,有效解决了光纤包层与空气界面不易获得倏逝波的问题。     

纤芯失配的光纤Mach-Zehnder折射率传感器

基于Mach-Zehnder干涉仪原理,利用光纤错位熔接技术设计并制作了一种单模光纤-多模光纤-单模光纤-错位熔接点-单模光纤结构的液体折射率传感器。传感器中的多模光纤和错位连接部分充当光耦合器;多模光纤在后面的单模光纤的纤芯和包层中激发出纤芯模和包层模,不同的模式有不同的模式折射率,经中间单模光纤传输到错位熔接点处时,不同模式光之间将产生光程差,经错位熔接点耦合成为导出光纤的纤芯模从而产生干涉。对该传感器输出的干涉光谱中干涉谷功率随外界溶液折射率变化的规律进行了理论分析和实验研究。结果表明：溶液折射率变化为1.358 9~1.392 2时,干涉谱中1 530 nm附近的干涉谷光功率与溶液折射率呈单调递增关系,可用于折射率的测量;折射率变化为1.372 0~1.392 2时,传感器响应曲线具有很好的线性度,线性拟合系数为0.998,对应的灵敏度为252.06 dB/RIU。该传感器制作简单、结构紧凑、成本低、灵敏度高,可用于生物医学领域液体折射率的实时测量。     

基于侧边抛磨光纤传感器的便携式折射率检测仪

基于单模和多模侧边抛磨光纤对不同折射率液体的光敏性不同的原理,以MSP430F149微处理器为主控芯片,配合光源、光探测器、折射率检测模块和控制模块,设计开发了便携式折射率检测仪。实验数据表明,基于侧边抛磨光纤的折射率检测仪可以用于折射率的定量分析和定性判别分析;仪器的光功率标准差5%,折射率标准差0.02%。实现了基于侧边抛磨光纤的折射率检测仪的一体化、便携化、商品化。     

中高轨星光折射导航光学系统设计及杂散光抑制

为了实现基于大视场星光折射敏感器的中高轨卫星全天时高精度星光折射导航,针对视场中亮地球引起的强杂散光抑制的技术难题,研究了内掩式星光折射敏感器亮地球杂散光的有效抑制方法。通过构建星光折射敏感器模型、搭建星光折射导航仿真观测环境以及原理计算得出了各级杂散光强度,并确定了相应的抑制方法。仿真结果表明,基于二次成像光学系统的内掩式星光折射敏感器可将杂散光抑制在导航系统的最大可接受杂散光抑制值范围内,即抑制后1.003Re(Re为地球半径)处杂散光亮度小于亮地球平均亮度的1.10×10~(-3)倍。最后,通过月球强背景下恒星探测外场试验验证了杂散光分析及抑制方法的可行性。研究成果为实现基于一个大视场星光折射敏感器的中高轨卫星全天时高精度星光折射导航技术奠定了基础。     

声学法炉内温度场与速度场协同测量方法研究

实时监测炉内燃烧温度场和烟气速度场是保证锅炉安全、经济运行的重要手段,声学法测物理场被认为是一种非侵入性和有效的测量方法。本文提出了一种基于声波法的炉内温度场和烟气速度场的协同测量新方法,建立了基于径向基函数的多物理场重建模型,采用Tikhonov正则化算法求解不适定问题,同时考虑了声波的折射效应对物理场的重建影响。采用典型的炉内物理场模型进行了数值模拟,模拟结果表明,本文方法能够很好的协同重建温度场和速度场。当考虑声线弯曲时能够显著提高各物理场的重建质量。算法具有较好的适应性和良好的抗噪性能,重建精度较高,标准均方根误差在10%以下。模拟实验平均计算时间为31.4 s,可保证炉内声学测量的实时性。声学法协同测量多物理场可为优化炉膛燃烧过程提供依据。     

一种利用自由曲面透镜的LED路灯配光设计与研究

随着半导体照明技术的发展,LED路灯应用日益广泛。其二次配光设计对LED路灯照明具有重要的作用。LED路灯应用中,为了使其照度和照度均匀度满足一定的要求,设计采用了自由曲面透镜的二次配光。根据折射定律、目标照明面光分布和照度均匀建立自由曲面的方程,数值法求得面型数据并导入建模软件拟合成透镜实体,对利用自由曲面透镜配光的LED及LED路灯进行了光线追迹仿真及分析。结果表明基于自由曲面透镜的LED路灯具有较好的照度、亮度和均匀度。     

激光扫描在线检测玻璃管外径及壁厚系统的研究

介绍一种激光在线检测玻璃管外径及壁厚的方法，根据折射原理建立平行光扫描玻璃管后的光强分布的数理模型，并用计算机模拟出探测器输出信号波形，最后分析了几种主要误差来源和改善措施。     

具有负折射的二维光子晶体设计

提出一种具有负折射特性的二维光子晶体设计。对其色散关系的分析表明,该设计对归一化频率为0.5263的TE极化光波具有负折射特性。时域有限差分(FDTD)数值计算模拟结果证明了分析的正确性;并且负折射对光子晶体层数没有依赖关系;很薄的光子晶体就能表现出明显的负折射,且便于实验制作和探测;在一定入射角范围内,光子晶体平板表现出奇异的负折射导引现象。给出了光子晶体模型参数。     

负折射率材料的实现方法和研究进展

负折射率材料作为一种具有奇异特性的新型材料,已经成为人们关注的热点。该文主要介绍了负折射率材料的特性,着重阐述了实现负折射的3种主要方法：左手介质、手征介质、光子晶体,其中,用手征介质和光子晶体方法实现负折射最大的优点是可以使损耗很低。另外,叙述了负折射材料的发展状况和前景展望。     

弹药筒超声自动检测方法与系统

提出了一种基于弹药筒下母线入射的恒定横波折射角方法,实现对不同规格弹药筒的微细裂纹检测,通过仿真和实验验证检测的可靠性。设计了用于弹药筒等小径筒体的多工位高速超声自动化检测系统,分析检测系统中缺陷信号和干扰信号的特征,提出一种扫描信号滤波报警算法,最终实现了弹药筒上料、检测、分选全过程自动化。结果表明,该系统能检测的最小缺陷深度为0.05 mm,检测速度可达1 200件/h,误判率仅为1％。     

基于视觉的折射误差校正在位移测量中的研究

非常温环境中,保温装置的光学玻璃给摄影测量引入了玻璃折射误差。为了解决折射误差对位移测量精度影响,通过折射光路分析得到偏移误差模型,并结合曲面拟合法提出校正方法。实验表明,折射误差只与玻璃参数(折射率和厚度)和拍摄距离有关,且校正后的测量方法可以有效地改善玻璃折射影响,提高位移测量精度。     

Wave methods for modeling refractograms for diagnostics of gradients of phase inhomogeneity

A method for modeling refraction patterns of structured laser radiation propagating in optically inhomogeneous media was developed. Wave models of structured beams that simultaneously account for refraction and diffraction effects were used. Results of modeling refraction in gradient inhomogeneities using the Kirchhoff method and the spectral method are presented.