石英晶体最大双折射率色散特性的椭偏测量

为了测量石英晶体最大双折射率的色散特性,在椭偏光谱仪的水平透射测量模式下,通过对确定厚度的石英波片相位延迟量的精确测量,计算出了石英晶体的最大双折射率值,并进行了误差分析。结果表明:这种方法光路简单、操作方便,屏蔽了光源的不稳定性;双折射率测量精度达到了10-6,比连续偏光干涉法的测量精度提高了1个数量级;实现了对石英晶体的最大双折射率色散特性的连续光谱测量;此方法对其它双折射晶体材料的双折射率色散特性的研究也同样适用。     

测量云母双折射率的波长调制补偿方法

根据云母折射率的色散关系和相位延迟随波长变化关系,给出了一种测量双折射率比较精确的方法.通过测量云母材料的厚度和相应厚度情况下作为λ/4波片使用所对应的波长,利用相位延迟与波长及厚度函数关系式直接求得云母的双折射率.该方法简便,测量精度达到10-5量级.     

两种透明介质微小折射率差高精度测量的新方法

对现有折射率的测量技术进行分析,提出了一种测量两种透明介质间微小折射率差的新方法。首先,介绍了微小折射率差干涉测量方法的原理,并对该测量原理利用Zemax光学仿真软件进行了理论模拟论证。该实验中首先,采用热键合技术制备包含两种被测量材料的组合平板;其次,利用干涉测量仪及外光路测量样件界面区域不同入射角下的光程差;再者,利用几何光学中的折射定律,推导折射率分布与干涉光程差的关系式。最后,通过二次曲线拟合获得正入射时的光程差微小变化值、换算得到样件两种材料的折射率差值。实验测量了1 at.% Yb3+::YAG晶体与YAG晶体的热键合样品的折射率差,测量值为5.4110-5,测量系统精度10-7量级。结果表明:该测量方法原理简单、操作简便,测量精度高。     

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。     

利用太赫兹时域光谱同时确定样品厚度和折射率

太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术给人们提供了一种快速和准确地确定材料在太赫兹波段光学参数的工具。由于材料的厚度对其折射率的提取精度影响很大,而材料的厚度通常不能够准确地测量,为了避免测量厚度误差给确定光学参数结果带来的影响,发展能够同时确定样品的厚度和折射率的方法至关重要。由于材料内部的往返反射信号较弱,对Duvillaret等提出的方法在计算频段和迭代算法上进行了一些改进,使得计算结果更加准确,操作更加方便、快捷。并对两种典型材料聚乙烯和硅片的厚度和折射率进行了提取,以验证这种方法的有效性。     

双折射滤波器晶体片厚度精度与滤波性能的研究

为了对双折射滤波器中晶体片厚度需要达到的精度进行定量分析,根据双折射滤波器的滤波原理,引入了晶体片材料的双折射率色散,得出了晶体片的厚度偏差、相位延迟量偏差、目标波长移动量之间的关系,最后进行了模拟验证。结果表明,对于铌酸锂晶体制作的晶体片,材料的双折射率色散是不可忽略的,基于它得到的厚度精度是保证滤波器性能的必要条件,这些研究结论对于高性能双折射滤波器的实际制作有重要的参考价值。     

一维光子晶体的全向反射特性

利用传输矩阵方法研究了一维光子晶体的全向反射特性.研究表明,光子晶体的结构参数对全向反射带的产生影响很大.要提高光子晶体的全向反射带带宽,必须增大两种介质的折射率及它们的高低折射率比值,同时使低高折射率层的光学厚度比接近0.85.研究结果对全介质反射器的设计具有指导意义.     

聚乙烯材料厚度的太赫兹检测实验分析

在聚乙烯材料管道生产制造过程中,管道厚度精确测量是影响管道生产质量的一个重要技术问题。本文简述了使用太赫兹时域光谱首先对标准厚度样品的折射率进行测量,再使用其折射率对未知厚度样品进行厚度测量,通过测量在介质中某一点太赫兹时域波形图峰值时间差,建立厚度测量模型,实现对折射率的以及厚度的测量方法,根据实验对其检测精度以及影响因素进行分析得出此实验方法相对误差已达到2%以下,此精度已高于国标GB15558.1中4%的要求。     

测量薄膜样品远红外折射率的一种新方法

测量薄膜样品远红外折射率的常用方法有两种,一种是透过法,另一种是反射法。由于塑料薄膜的厚度大多在数十微米的数量级,所以用上面两种方法测量折射率,只能得到两位有效数字的精度。本文提出的新方法依据如下公式:这种方法毋须测量薄膜厚度,既简化了测试过程,又提高了测试精度。     

基于反射谱的GaN薄膜厚度在线测量系统

针对Si衬底不透明而无法采用透射谱测量GaN薄膜厚度问题,应用反射谱测量,同时结合晶体薄膜的干涉效应原理,并考虑到晶体折射率随光子能量变化的因素,从理论上推导出了实用的薄膜厚度计算方法,从而得到实现材料特性的方便表征和MOCVD设备的在线薄膜厚度测量的新途径.     

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。     

基于光纤端面回波的流体折射率传感器

从理论和实验上研究了一种操作简单、价格低廉、灵敏度高的折射率光纤传感器。该传感器采用光纤回波强度调制原理,用半导体激光器作为光源,普通光功率计作为光电探测器,传感头为普通光纤端面。根据回波损耗随界面物质折射率不同而发生变化的机制,导出相对回波强度与折射率之间的对应关系。计算证明相对回波强度参量的引入能够有效地消除仪器的不稳定性、内部损耗和环境影响带来的测量误差,提高测量精度。灵敏度分析表明,对于具有0.01dBm的仪器测量精度,相应的折射率分辨率可达2×10-4折射率单位。实验结果表明在液体折射率1.30~1.45的范围内,测量值均能很好地与理论值相符合,且相对偏差低于5%。     

一种蒸发波导预测的改进模型

利用大概率的近海面蒸发波导效应实现雷达超视距探测已成为目前岸基、舰船无线电测量系统的关键技术之一。在实际应用中,需要由蒸发波导参数建立大气修正折射率剖面的预测模型。针对目前常用的蒸发波导预测只含波导高度和海面修正折射率两个参数,没有考虑波导强度的影响,使得该模型存在一定的误差的现状,通过在原有模型的基础上增加波导强度的影响,建立了高精度的改进模型,使得蒸发波导预测模型的精度得到了有效提高,进而可进一步提高雷达超视距探测精度。实验验证表明,蒸发波导预测改进模型的精度远远高于常用的模型,且波导强度越强,则改正模型的精度越高。     

Automatic measurement for dielectric properties of solid material at 890 GHz

An automatic measurement system has been used to measure the complex dielectric constant of solid materials at 890GHz. This instrument can be used as a two-beam interferometer for determining the refractive index or as a transmitter for measuring the absorption coefficient of dielectric materials at FIR and SMMW frequency. The results for seven low-loss solid materials and the accuracy of the measurement are presented.     

多芯光纤折射率与内应力分布重构技术（特邀）

介绍了一种基于定量相位显微（Quantitative phase microscopy,QPM）法、Brace-K?hler补偿器（Brace-K?hler compensator,BKC）法与机器视觉技术的多芯光纤综合参数测试系统,并利用该系统获得了七芯光纤的折射率分布与几何结构,单模光纤的内应力分布图。采用横向测量方式的QPM法避免了截断光纤造成的损坏,采用改进的BKC法优化了光延迟量的获取方式,结合机器视觉技术,实现了多模块、高空间分辨率、快速准确的光纤参数测量,其中相对折射率差的精度约5×10?4量级,单模光纤内应力测量分辨率约0.5 MPa。通过与既有的光纤产品技术指标对比,证明了该系统具有测量准确性,测试结果为多芯光纤在传输和传感等多领域的应用提供了数据支撑。     

Large ultrafast optical nonlinearities in As-rich GaAs

The measurement of large ultrafast bandgap-resonant optical nonlinearities in As-rich samples of GaAs that have been grown at low temperatures is reported. Light-induced refractive index changes of magnitude greater than 0.1 and with picosecond response times have been observed. These materials appear to be promising candidates for the fabrication of compact, ultrafast all-optical devices     

基于单片机测量空气折射率

空气折射率的测定在众多应用领域有着重要的作用,为了能够准确、快速地测量出空气折射率,提出在Edlen经验公式的基础上,利用抗干扰能力较强的单片机系统,结合测量精度较高的温湿度传感器,构成基于单片机系统以空气中的温度、相对湿度、大气压力为参数的测定空气折射率的新的试验方法。在硬件器件测量精度较高的前提下,结合软件程序的控制与补偿,在Edlen经验公式的理论上实现测量精度达±5×10^-8及便捷、快速的测量空气折射率的目的。     

基于光学频率梳光谱干涉实现水的群折射率测量

基于光学频率梳的光谱干涉,本文提出了一种水的群折射率的测量方法,可以高精度地测量水的群折射率;分析了水的群折射率的测量原理;搭建了基于518 nm光学频率梳的实验装置,进行了群折射率的测量实验;实验结果表明,本文提出的测量方法可以实现水的群折射率的高精度测量;与参考值比对的结果表明,测量不确定度在10-5量级。     

基于后焦面成像的聚合物平面波导光学参数测量仪

基于后焦面成像确定波导传播特性的基本原理,结合平面波导中的菲涅尔反射理论,设计了一种聚合物平面波导光学参数测量仪.通过MATLAB拟合处理数据实现了对样品局部折射率和厚度高精度、高空间分辨率的实时测量,平面波导厚度测量精度可以达到纳米量级,空间分辨率可达到300 nm.该测量仪结构简单、易于操作,在光学传感和细胞内生物传感领域具有很高的应用价值.