封闭玻璃管道内液体折射率的非接触测量

为了实时、原位和非接触测量工业生产过程中封闭管道系统内透明、半透明液体折射率,提出了一种简单的基于玻璃管壁光学特性的液体折射率测量方法。该方法通过涂覆在玻璃管壁外表面上的透射散射层,将入射激光束转换为进入玻璃管壁的大角度分布的透射散射光;透射散射光到达玻璃管壁与液体的界面上后,符合全反射条件的散射光反射到透射散射层上,自动形成与玻璃管内液体折射率值相关的椭圆形暗斑图像。根据椭圆形暗斑长轴长度与液体折射率之间的解析关系,即可实现玻璃管内液体折射率的原位、非接触测量。对几种常见的透明、半透明液体的折射率进行了实验测量,结果表明:该测量方法的准确性与目前商用数字阿贝折射仪相当(±2×10-4 RIU)。该测量方法具有成本低、稳定性好、抗干扰且光源稳定等优点,而且在处理与液体折射率相关的光学图像时无需调试,光照即显,有望用于封闭管道在非常温、非常压状态下液体折射率的实时、自动和非接触在线监测。     

激光衍射法测量表面张力和表面压

实验上实现了低频液体表面波的激光衍射,提出了激光衍射法测量液体表面张力和表面压。当激光斜入射到几百赫兹液体表面波上,观察到反射光形成稳定的、清晰的衍射光斑。理论上导出了衍射光斑的角宽度和表面波波长的解析关系,实验上验证了液体表面波的色散关系,计算了蒸馏水的表面张力和蒸馏水中加入不溶性表面活性剂———“苯”单分子膜的表面压。根据其机理,建立起一种实时、非接触测量液体表面张力和表面压的实用方法。     

低频液体表面声波的光衍射效应研究

实验上采用频率为200Hz左右的低频液体表面波,其表面波波长约为2mm,观察到了清晰、稳定的衍射图样.并发现入射光掠入射时,其衍射图样非对称分布.理论上采用傅里叶光学的方法,得到了衍射光强度分布的解析表达式,根据这一表达式和实验上得到的衍射图样,可以得到表面波波长的实验测量值.提出了等效光栅常数的概念,等效光栅常数与表面波波长和入射方式有关.只要等效光栅常数与入射光波波长量级接近就可观察到衍射现象.理论上分析了衍射条纹对称性.光斜入射时,衍射条纹相对零级纹呈非对称分布,且随着入射角的增大,非对称分布的程度越大.     

激光衍射法测量液体薄膜厚度的研究

为了测量厚度小于0.5mm不溶性液体薄膜的厚度,采用激光衍射法验证了液体薄膜的色散关系,并根据其机理,建立起一种实时、非接触的测量不溶性液体薄膜厚度的方法,测得了薄膜的厚度。结果表明,实验值与理论十分吻合。     

激光衍射法测量液体的表面波速度和表面张力

实验上实现了低频液体表面波的激光衍射,提出了激光衍射法测量几百赫兹液体表面波的相速度、群速度和液体的表面张力.当激光斜入射到几百赫兹的液体表面波上,反射的激光产生稳定、清晰的衍射光斑,理论上导出了衍射光斑的角宽度与液体表面波速度的解析关系,实验上测得几百赫兹液体表面波的相速度和群速度,并测量了液体的表面张力.根据其机理,建立起一种实时、非接触的测量液体表面波的相速度、群速度和表面张力的实用方法.     

可调相位型液体表面波衍射光栅效应的研究

为了研究可调相位型液体表面波光栅的衍射效应,采用低频信号发生器驱动振子、激发产生液体表面波的实验方法,得到了清晰、稳定的衍射图样,观察到衍射条纹间距随着液体表面波频率的改变而改变.并且在特定频率输出条件下,改变表面波振幅,可以得到衍射条纹的缺级现象.根据物理光学理论,周期性振动的表面波可以视作为一相位型光栅,对入射光进...     

人体指纹谱在医疗诊断中的应用

人体正常指纹谱反映人体处于正常状态,而人体异常指纹谱则反映人体病变状态(气功发功状态除外)。人体指纹谱可以诊断某些疾病的性质和轻重程度,是一种方便的无损检测手段。另外,人体指纹谱还可监视药物治疗,对深入探讨治疗作用的机理是有益的。     

椭圆孔六角点阵聚合物光子晶体光纤的偏振特性研究

基于全矢量平面波方法,以聚甲基丙烯酸甲酯为基材,设计了一种高双折射光子晶体光纤,并对其传输性质和偏振特性进行了数值模拟。结果表明,椭圆孔六角点阵聚合物光子晶体光纤的双折射是由于包层的不对称性引起的全局双折射,通过调节椭圆率,发现该光纤可以以单模方式在一合适波段运行,该波段与聚合物光纤的低损耗通信窗口一致。并且在 时,其双折射最高可达 。该研究结果为高双折射聚合物光子晶体保偏光纤的制备提供了理论依据。     

椭圆芯光子晶体保偏光纤的优化设计

通过调节椭圆芯光子晶体光纤（PCFs）孔直径和孔间隔,以甲基丙烯酸甲酯（MMA）作为基材,采用本体聚合的方法,研制出2种不同保偏（PM）程度的PCFs预制棒,并采用二次拉伸方法得到2种参数结构的样品,进而针对不同的样品进行PM性能和光学性质测试研究,实验给出椭圆芯PMPCFs最优化的设计参数。     

克尔介质中调制激光束传输的实验和理论研究

介绍了在实验中观察到的类双环状结构调制激光束在克尔介质中的自聚焦现象,并在理论上,通过建立一个调制光束模型,运用数值求解非线性SchrOdinger方程,详细描述和解释了这种调制光束自聚焦形成的过程及其特点,最后还对双环间的耦合效应进行了研究,给出了耦合效应的特点.