A modified formula for accurate determination of three‐dimensional birefringence of fiber using modified subfringe integration method

The development of the use of interferometric techniques in the study of the optical properties of materials encouraged many researchers to work on the derivation and development of the theoretical considerations and the equations used in the calculations of those properties. The form of these equations depends on the technique used and the cross section of the sample, and also on the method of calculating the optical path difference of light across the sample studied. A modified formula to calculate the three‐dimensional birefringence distribution of the fiber, without the need to determine the refractive indices of the fiber in the parallel and perpendicular directions, was presented. The phase distribution of the simulated and experiment interferograms was obtained using subfringe integration method. The results obtained from the new method were compared with the calculated results of a well‐known method (Z method) and the figures presented showed that the results of the two methods were close to each other.     

滚子圆环接触式光弹流试验装置的设计及初步实验研究

为了真实地模拟圆柱滚子轴承高速运转时滚子接触副间的油膜分布,基于光干涉原理构建滚子-圆环接触式光弹流试验机,该试验机克服了常规的球-盘试验机高速运转时,润滑油由于离心力的作用向外迁移的缺陷。利用新开发的光弹流试验机进行初步的试验研究,实验结果表明:该试验装置重载工况下工作平稳,图像清晰,对于未修形的滚子可以明显地观测到滚子端部的"边缘效应",能够为润滑条件下滚子接触副的轮廓优化设计提供可靠的试验数据。     

双偏振干涉测量研究聚合物界面行为的应用进展

双偏振干涉测量（dual polarization interferometry,简称DPI）技术具有无需标记、实时、精确测量的优点。因此它能对两相或者多相分子相互作用界面层的密度、厚度和质量进行实时地、动态地定量测量,从而了解分子结构与界面相互作用行为之间的关系。本文简单介绍了DPI的测量原理和特点,着重评述了DPI技术在研究聚合物固液界面行为方面的最新应用进展。通过借鉴国外学者的研究方法和模型,研究聚合物在油水界面的吸附过程,建立吸附过程热力学和动力学模型,从分子层面揭示聚合物在油水界面的吸附机理,为含聚污水处理提供新思路和理论依据。随着DPI研究应用的不断展开和深入,还可以应用于胶体表面化学、材料表面化学和纳米化学。     

利用多次散射波监测介质性质变化的试验研究

 与传统的直达波检测相比,多次散射形成的尾波对介质性质变化具有很高的灵敏度。本研究建立了试验测试系统,对水泥和岩石样品开展散射波试验研究,分析尾波发育规律、尾波干涉数据处理方法和应用条件。得出岩石散射体的浓度和尺度、超声波偏振方向、频率对散射波和尾波形成具有重要影响;观测系统的高度重复性、稳定和高信噪比(SNR)尾波以及变窗口互相关扫描分析是获得高精度尾波干涉测量的关键。测试获得了水泥试件纵波、横波和尾波波速对应力变化的敏感性,与直达波相同,所有样品尾波波速都随应力的增大而增大,不同样品间增大的速率(应力敏感性)不同且随杨氏模量的增大而减小。将该方法用于水泥试件水饱和及楼房承载柱环境变化响应的监测,获得清晰的水泥试件水饱和进程,以及楼房承载柱尾波波速随环境湿度的变化,为利用多次散射波监测介质微弱变化和研究介质性质变化的精细过程创造条件。     

光干涉法高精度材料线膨胀系数测量

中国计量科学研究院研制的高精度材料线膨胀系数测量装置,满足温度范围为5～40 ℃、被测件长度在20～1 000 mm之间的线膨胀系数测量。采用激光干涉法测量被测件长度变化量,用高精度温度传感器测量温度值。设计了热平衡式干涉镜,利用空气折射率修正和零位误差补偿技术,保证在5～40 ℃变温范围内激光干涉仪的测量精度。以500 mm标准量块作为测量对象,线膨胀系数测量结果与德国物理技术研究院(PTB)测量结果的相对偏差为0.2%。材料线膨胀系数测量不确定度达到3×10^-8K^-1。     

单晶硅球密度的绝对测量

单晶硅球密度的绝对测量是阿伏加德罗常数测量的关键技术。综述了单晶硅球密度测量的最新进展,包括硅球密度测量的技术原理、测量领域、影响因素、测量装置及最佳测量能力等等,分析了硅球密度测量的主要难点和关键技术,预测了相关研究的技术前景及发展趋势。     

光热干涉法测量大气气溶胶粒子吸收系数研究进展

光热干涉法可在保持大气气溶胶状态不变的前提下直接测量其吸收系数,具有灵敏度高、响应速度快和测量结果不受散射光影响等优点。详细阐述了光热干涉法测量气溶胶吸收系数的基本原理。通过对几种典型光热干涉仪的剖析,包括Mach-Zehnder干涉仪、Fabry-Perot干涉仪、Jamin干涉仪和折返Jamin干涉仪,介绍了该方法不断完善的研究历程以及仍然待解决的问题。描述了在借鉴和创新基础上,正在开发的全光纤结构光热干涉试验装置。分析了光热干涉法的未来发展趋势。     

微/纳结构三维形貌高精度测试系统

为实现微/纳结构三维形貌的高精度测量,提出利用显微干涉技术和偏振技术相结合的方法来研制微/纳结构三维形貌亚纳米级精度测试系统.首先,利用五步相移干涉技术采集5幅带有n/2相移增量的干涉条纹图.然后,通过Hadharan五步相移算法得到包裹相位图.最后,利用分割线相位去包裹算法和相位高度关系转换得到微/纳结构三维形貌.在测试过程中通过偏振片产生强度可调的线偏振光,再由1/2波片改变偏振光在分光镜中的分光比,补偿参考镜与试件的反射性能差异,可得到亮度适中且对比度高的干涉条纹图,从而有利于实现微/纳结构三维形貌的高精度测量.系统的轮廓算术平均偏差R_a的重复测量精度可迭0.06 nm,最大示值误差不到±1%,示值变动性不到0.5%.通过对标准多刻线样板、硅微麦克风膜和硅微陀螺仪折叠梁的三维形貌测量验证了系统的有效性和实用性.     

压电陶瓷的非线性特性校正研究

讨论了非线性对正弦相位调制Fabry-Perot(F-P)干涉术的影响.当用分块积分讨论相调F-P干涉术的输出光强,并作近似处理时,就可以给出类似的结果,所以把这种方法进一步推广到对相调F-P干涉术的研究中.同时提出了两种测量压电陶瓷非线性系数的方法,在实际测量得到的非线性系数基础上,完成`影响大小的数值计算和实验研究.最后证明提出,相调F-P干涉术的初相位应选择在π/4附近以及它可用于测量精细表面的粗糙度或其轮廓.     

自旋对弹流油膜影响的试验研究

利用自制的旋滑式光干涉弹流薄膜测量系统,对带有自旋的钢球—玻璃盘接触副形成的弹流油膜形状和厚度进行试验研究。采用新的方法来获得自旋,即通过调节接触副与玻璃盘旋转中心的距离改变自旋分量的大小。试验结果表明,自旋导致油膜厚度降低,油膜形状也失去了经典的马蹄形相对卷吸中心线的对称性。当卷吸速度增加时,油膜厚度增加,油膜形状的非对称性增强;载荷增加,油膜厚度减小,油膜形状的非对称性增强;偏心距增加,油膜整体厚度增加,两侧油膜厚度差别减小,油膜形状的对称程度增加。