基于光纤位移测量的透明液体折射率测量方法

本文提出了一种基于光纤位移测量的液体折射率测量方法。首先,采用激光干涉法设计了 液体折射率测量的光学系统,并基于激光散斑消除理论,设计了针孔滤波器合理消除散斑, 提高了系统的抗干扰能力;其次,对测量系统中的位移测量方法进行分析和研究,提出了 一种光纤式位移测量方法,并设计应用反射式光纤位移传感器,取消传统的条纹计数,实 现了位移的高精度测量,其测量分辨力可达微米级;再次,采用机械位移驱动系统,驱动 光学系统元件移动来实现光程差的自动变化,其驱动分辨力可达纳米级;最后,搭建液体 折射率总体测量演示验证系统,以纯水、溶液为实验对象,其所需待测样品的容量少 于0.001ml。实验结果表明:纯水折射率 的测量精度可达1.5×10－3, 溶液折射率测量精度可达2.1×10－3,表明该测量方法可实现液体折射率的非接触、高精度 、智能测量。     

高精度光学玻璃折射率测试仪设计

对高精度光学玻璃折射率测试仪的总体设计做了分析,采用抛物面反射镜设计平行光管和自准望远镜。精密转台采用平面轴系。24位增量式编码器的精度达到0.52。以单片机为前台机,系统机为后台机对位敏传感器（PSD）和轴角编码器进行数据采集。采用最小偏向角法和三最小偏向角测量法进行光学玻璃折射率的高精度测量,测量精度可达10^-6。     

基于光子混频连续太赫兹波的厚度检测

为了将光子混频的连续太赫兹波透射成像系统应用于样品厚度检测中,采用该系统获得的相位信息对样品进行了2维厚度测量。利用两个外腔半导体结构的激光器搭建了基于光子混频的连续太赫兹波透射成像系统,并利用X-Y 2维电动平移台放置样品进行点点扫描成像。该系统可同时获得样品的幅度信息和相位信息,在太赫兹波辐射频率0.47THz时,系统信噪比可达68dB。计算得出的厚度值与实际样品的厚度值最大相差0.02mm;另外还分析了平行平面样品干涉效应和样品不同透射强度对厚度测量的影响。结果表明,样品折射率越高,平行平面干涉效应对厚度测量影响越大;样品透射系数越大,测量精度也越高。当样品太赫兹波透射系数大于0.5时,厚度测量精度优于2.0%。     

三次谐波法测量K9玻璃的折射率

为了测量K9玻璃的折射率,采用三次谐波法,通过调节位移平台使两束平行飞秒激光脉冲在时空上重合,进而产生强烈的三次谐波信号,并进行了理论分析和实验验证,对放入样品前后的实验数据进行处理,得到了样品K9柱面镜的折射率及其测量精度,还对两片折射率未知的衰减片进行了测量,得到了它们的折射率。结果表明,测得的样品折射率与实际折射率符合得很好,证实了该方法测量物体线性折射率的可行性;与传统测量方法相比,该方法具有操作简便、样品容易加工的优点,对样品折射率范围没有限制,具有很重要的实用价值。     

三次谐波法测量K9玻璃的折射率

为了测量K9玻璃的折射率,采用三次谐波法,通过调节位移平台使两束平行飞秒激光脉冲在时空上重合,进而产生强烈的三次谐波信号,并进行了理论分析和实验验证,对放入样品前后的实验数据进行处理,得到了样品K9柱面镜的折射率及其测量精度,还对两片折射率未知的衰减片进行了测量,得到了它们的折射率。结果表明,测得的样品折射率与实际折射率符合得很好,证实了该方法测量物体线性折射率的可行性;与传统测量方法相比,该方法具有操作简便、样品容易加工的优点,对样品折射率范围没有限制,具有很重要的实用价值。     

平面反射式二维光栅测量系统研究

针对超精密运动台的二维亚微米级精度同步测量需求，提出并建立了平面反射式二维光栅测量系统，研究了平面反射式二维光栅的平面位移同步测量方法，分析了平面反射式二维光栅测量系统的误差传递模型。通过Vold-Kalman滤波算法，对光栅信号中存在的高次谐波误差、幅值/相位误差进行实时修正和滤除。采用反正切细分算法和周期测量法对光栅正交脉冲的频率进行测量，实现对被测目标的高分辨率测量和实时运动速度测量。同时，构建了亚微米级测量精度的平面反射式二维光栅测量系统，测量范围为500 mm×500 mm,x、y方向的定位精度为±0.3μm，测量分辨率为0.005μm。     

用干涉法测晶体的折射率

本文用干涉仪方法测量有一对平行通光面的透明样品的折射率,精度可达4位有效数字。此法不需要防震台,对材料的折射率没有限制。     

斜光轴散斑照相测量实际工程结构三维位移

本文介绍了用斜光轴散斑照相测量三维位移的新技术。可以提高测量离面位移的精度并能充分利用照相镜头的视场。给出了试件和一台精密车床主轴箱热变形的三维位移测试结果。介绍了自动处理杨氏条纹图的 AppleⅡ微机系统。     

用液芯变焦柱透镜精确测量液体折射率

加工制作了一种液芯变焦柱透镜,并利用这种柱透镜精确测量液体的折射率。在空心的柱透镜内注入待测液体,通过测量液芯透镜的焦距,根据焦距和折射率之间的关系,计算出液芯介质的折射率。此方法有效地提高了折射率测量的灵敏度,减小了测量系统的景深。选取20×显微物镜可实现液体折射率在1.3～1.642范围内的精确测量,单次测量误差小于0.0002。对透镜折射率灵敏度曲线以及测量系统景深曲线的分析表明,增加折射率灵敏度和测量系统的有效数值孔径,可以进一步提高测量的准确度。     

光纤干涉法测量液体折射率随温度变化率

待测液体充入空心石英光纤中,构成多模光纤。采用双光纤干涉方法,测量了液体折射率随温度变化率,获得了较高的测量精度。     

利用线阵CCD测量透明介质折射率

根据光线通过均匀透明平行平板介质时发生的横向位移特性,提出了一种利用线阵CCD和计算机自动测量此横向位移量,并很快计算出透明介质折射率的简单方法。采用He-Ne激光以入射角分别为30°、45°、60°和75°对K9玻璃的折射率进行了测量,测量中用曲线拟合法确定光斑的中心位置来获得偏移量,最终测量精度能够达到10-3量级。对实验方法误差进行了分析,提出了减小测量误差、提高测量精度的措施。     

温度对高精度光学玻璃折射率均匀性检测的影响

为了实现光学玻璃折射率均匀性的高精度(0.2×10-6)检测,测量环境温度引入的测量不确定度应小于0.05×10-6。对测量过程中温度引入的不确定度进行了详细分析,总结了温度引起的5种误差源,对各种误差源进行了不确定度分析。结果表明,当测量腔中空气、贴置板、折射率液及被测件的径向温差不超过±0.01℃时,温度引起的测量不确定度为0.031×10-6,满足精度要求。为实验室环境的改造提出了建议,并为高精度玻璃折射率均匀性测量提供了分析数据。     

利用CCD测量液体折射率

提出一种利用ＣＣＤ测量流体折射率的简单方法,当一束激光斜入射到一个主以满液体的长方形样品池时,航向光线将产生一定量的偏移,利用ＣＣＤ自动测量这一偏移量,就可以很快地计算出流体的折射率。采用Ｈｅ－Ｎｅ激光测量了纯水、乙醇和丙酮的折射率。     

有机聚合物光波导传输损耗测量方法的改进

本文介绍了一种用于测量有机聚合物光波导传输损耗的方法一液体耦合法[1].该方法针对传统滑动棱镜法[2]在实验操作、测量精度方面的不足,利用折射率高于波导芯层的液体取代输出棱镜,实现与导波光的耦合,并以TLC2543 AD芯片为核心制作数据采集卡对光强信号进行采集,拟合出光强传输衰减曲线.与传统的方法相比,该波导损耗测量系统具有测量简便,结果准确等优点,具有良好的推广价值.     

基于迈克尔逊干涉液晶双折射率的测量方法设计

为了通过实验得到向列相液晶材料的双折射率,利用迈克尔逊干涉原理设计了一种新的测量方法。在迈克尔逊干涉仪中放入楔形液晶盒,通过调节入射光的偏振方向分别实现了对寻常光和非寻常光折射率的精确测定。结果表明,该测量方法将折射率测量转换为长度的测量和干涉条纹的计数,简单易行、测量精度较高,对理论研究和实际开发液晶显示器件是非常重要的,在液晶材料和液晶器件生产中具有一定的推广价值。     

一种雷达光电轴一致性校准新方法

光电轴一致性是精密测量雷达的一项关键技术指标,它关系到雷达系统测试时的架设质量,直接决定着雷达系统能否快速准确捕获目标。传统的光电轴一致性校准方法可以概括为光标刻度判读法,该方法主要存在判读困难、适应性较差等缺点。文中基于精密测量雷达自身的高准确度伺服角度编码器,提出了一种新的光电轴一致性校准方法:伺服编码器较差法,通过对比该方法与传统方法的校准不确定度及其操作实施等特点证明,其相比传统方法,该方法更加高效准确,具有更强的适应性。。     

基于光谱干涉技术的玻璃厚度及折射率测量方法

基于光谱干涉技术提出了一种能够同时测量玻璃厚度及折射率的方法,该方法利用迈克尔逊光路,通过傅里叶变换算法对光谱仪接收的干涉信号进行解算,获取光谱干涉条纹的调制周期,根据待测玻璃样品放入测量臂前后,测量臂与参考臂所形成的光程差即可求出玻璃样品的几何厚度和折射率。该方法无需机械扫描延迟线并采用改进的傅里叶域下的相位提取算法,提高了测量系统抗干扰能力,探测速度快。实验结果表明:对玻璃样品的厚度测量精度优于±1μm,折射率测量精度±5×10^-4。     

使用红外干涉仪测量锗材料折射率均匀性

介绍了运用工作波长为10．6μm的红外干涉仪测试红外光学材料(锗晶体)的折射率均匀性的方法。运用传统的干涉法检验光学材料的折射率均匀性时，由于锗晶体太软，表面不易加工。其表面面形难以满足测试要求。为了消除面形偏差对折射率均匀性偏差测试的影响，使用可见光移相式数字平面干涉仪精确测试被测样品的面形偏差，该干涉仪具有很高的测试精度，其测量不确定度可以达到λ／50(λ=0．633μm)。然后在红外干涉图数据处理中将样品的面形偏差扣除，得到样品折射率的偏差分布。对锗单晶材料进行了实际测试。