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。     

Lau效应在测量透镜焦距中的应用

一、引言近年来双光栅效应已用于透镜焦距的测量,例如:L.Glatt、Y.Nakano、E.Keren 等人分别提出用莫尔偏折仪和Talbot 效应测量透镜焦距和折射率。姜锦虎、陈远绳等人分析了以上方法的不足,分别用莫尔技术和Lau 效应对透镜焦距进行了测量。     

用透镜中心仪测量材料折射率——保证透镜加工中不混料

本文分析了光学透镜加工过程中混料的原因，也分析了透镜中心仪原理，从而提出了应用光学透镜中心仪测量透镜截距，计算出零件的材料折射率，这样对材料的牌号作出判断，积极预防。并对已混料的光学零件作出分选的方法。     

微注塑保压时间对平面透镜相对折射率的影响

针对透明器件对光学性能要求很高的现实，提出通过调控相对折射率来实现光学性能调控的方法。以微注塑薄壁透镜为例，对平行激光光源通过光学透镜后的波阵面进行检测与重建;接着推导出了波阵面检测结果与相对折射率的理论关系，并计算了透镜内部相对折射率的分布;最后考查了微注塑过程中保压时间对透镜相对折射率分布的影响。实验结果表明：当微注塑保压时间从1s延长至3s时,相对折射率分布均匀度明显提高，折射率的极差从6.1×10-3减小到2.9×10-3。该相对折射率表征方法能有效调控光学制品性能。     

基于倾斜光纤光栅的液位传感特性研究

研究了一种基于倾斜光纤布拉格光栅(TFBG)的液位传感器,利用OptiGrating软件仿真分析了外界折射率和温度对TFBG透射谱的影响,仿真结果表明,当外界折射率为1.408～1.444时,TFBG透射谱包层模的透射谱幅值随外界折射率的增大逐渐减小,且不受温度的影响,但峰值波长随温度升高而增加。同时,搭建了液位和温度测量实验装置,对不同浓度的5种甘油溶液进行液位测量,并采用包层模归一化面积作为液位测量量度来提高灵敏度,证实随着液位的升高,归一化面积逐渐减小,且溶液折射率越接近包层折射率,液位测量灵敏度越高。同时,可利用TFBG布拉格谐振峰中心波长的漂移量与包层模归一化面积实现温度与液位的同时测量。     

用透射法测量单层薄膜的折射率

根据单层薄膜透射率的表达式,提出了一种用透射法测量薄膜折射率的新方法。按照该方法,通过测量p光和s光在相同入射角下的透射率,可以计算得到薄膜的折射率。在测量中考虑了影响测量结果的两个方面,从而减少了实验误差。在波长为532nm的激光照射下,采用该法测得MgF2薄膜的折射率为1.379±0.005,相对误差小于0.4%。     

聚焦法测量梯度透镜剖面折射率分布的讨论

聚焦法能较好地用梯度透镜剖面折射率分布的测量中是一种装置简单测量迅速的测试方法.     

LED封装光学结构对光强分布的影响研究

从发光二极管的发光原理及结构出发,建立了发光二极管的光学模型,获得了发光二极管的光强分布曲线,并与实际测量数据进行了比较。通过改变模型中反光碗的张角、支架的插入深度、封装环氧树脂折射率以及透镜尺寸,得到不同结构参数下的光强分布。实验结果表明：反光碗张角、支架插入深度、封装环氧树脂折射率以及透镜尺寸对LED光强分布的影响有一定的规律性。这些规律对生产特定光强分布需求的LED具有实际的指导意义。     

基底温度对YbF3薄膜缺陷和光学性能影响研究

采用热蒸发法镀制了单层Y bF3薄膜,观察了薄膜表面主要的微观结构缺陷,研究了沉积温度对薄膜折射率与表面缺陷的影响,测量了薄膜施加沉积温度前后的粗糙度变化。结果表明:通过加温可以降低薄膜的表面粗糙度与缺陷密度大小。     

LED封装光学结构对光强分布的影响

从发光二极管(LED)的发光原理及结构出发,建立了LED的光学模型,获得了它的光强分布曲线,并与实际测量数据进行了比较.通过改变模型中反光碗的张角、支架的插入深度、封装环氧树脂折射率以及透镜尺寸,得到了不同结构参数下的光强分布.实验结果表明:反光碗张角、支架插入深度、封装环氧树脂折射率以及透镜尺寸对LED光强分布的影响有一定的规律性,这些规律对生产特定照明需求的LED具有实际指导意义.     

透明毛细管管壁折射率的无损测量

介绍了一种无损测量透明毛细管管壁折射率的方法。该方法利用平行光经过装有不同已知折射率标准液体的毛细管后会聚焦点位置不同的原理,通过CCD对会聚焦点位置成像后的图像进行判断,计算出毛细管外轮廓位置和焦距,进而计算出毛细管管壁的折射率,其测量精度可达0.005。分析了毛细管内外径对管壁折射率测量的影响,结果表明,管壁越厚,测量精度越高;同时对毛细管管壁折射率灵敏度和成像系统的景深值进行了计算和比较,结果显示,标准液体折射率越低,标定精度越高。该方法使用设备简单,操作方便,便于对图像观察和识别,实现了对毛细管管壁折射率的无损精确测量。     

宽频大角度新型龙勃透镜设计与快速制造

传统龙勃透镜是一种具有梯度介电常数的球状介质天线,其功能是实现电磁波的球面会聚与定向发射,可广泛用于移动卫星通信。然而由于梯度介电常数分布、球面汇聚等特征,使得其制造尤为困难,且不易于集成。根据一种新型底面扁平龙勃透镜天线的设计方案,提出采用混合液体介质与3D打印技术相结合的制造方法,采用3D打印技术实现二维、三维透镜框架的快速制造,制备出介电常数大范围可调的混合液体介质(2.2~40.0)填充于框架中,所制备液固耦合的龙勃透镜天线在12.4~18.0GHz范围内具有宽频特性,并能实现全场扫描(-90?~90?)。所提出的方法为梯度介电常数透镜天线创新设计提供了一个新的实现手段,并将会进一步推动高性能透镜天线的实际应用。     

Nondestructive measurement of refractive index profile of gradient refractive index rod lens

In this paper, a simple nondestructive method is described to obtain the refractive index profile of a gradient refractive index rod lens by means of optical coherence tomography. The approach exploits the fact that optical coherence tomography provides a direct measurement of the optical path of the light traveled through a gradient refractive index rod lens. The refractive index profile for a gradient refractive index rod lens is retrieved by iterative fitting of the optical path calculated by the ray tracing method with that experimentally measured using optical coherence tomography. The measured refractive index profile is in good agreement with theory.     

Bi-directional fringe counting interference refractometer

A bi-directional fringe counting interference refractometer has been developed primarily to measure the refractive index of air so that the accuracy of laser length measuring interferometer systems used in the free atmosphere can be maintained. Two signals suitable for electronic counting in phase-quadrature and sinusoidally related to path difference are produced by a technique that does not require any form of modulation and yet has the advantages of a modulated system. This refractometer is cheap to produce and easy to set up and align. Measurement sensitivity of 2.5 parts in 10⁷ for the refractive index of air can be obtained directly from the counting signals and this has been further improved by fringe sub-division. Comparisons with calculated values indicate that the refractometer can measure ambient refractive index in a laboratory without temperature control with an uncertainty approaching 1 part in 10⁷     

电弧等离子体折射率的理论计算

从等离子体物理方程出发,推导出了折射率与电弧等离子体各种组分和温度之间的关系,并以氩电弧等离子体为例进行了实际的数值计算。这一关系的确立,为基于折射率效应的激光干涉法电弧等离子体诊断技术提供了理论基础,因此可以采用单波长激光干涉法(包括全息法)同时确定电弧等离子体的各种组分和温度,从而避免了采用双波长法时的缺点,这对发展电弧等离子体诊断及其加工技术有重要意义。计算结果表明,在波长给定时折射率是原子密度和电子密度的单值函数;温度小于6 000 K时,电子对折射率几乎没有什么影响,当温度高于17 000 K后,折射率则完全由电子决定。     

A procedure to determine the correct thickness of an object with confocal microscopy in case of refractive index mismatch

A difference in refractive index (n) between immersion medium and specimen results in increasing loss of intensity and resolution with increasing focal depth and in an incorrect axial scaling in images of a confocal microscope. Axial thickness measurements of an object on such images are therefore not exact. The present paper describes a simple procedure to determine the correct axial thickness of an object with confocal fluorescence microscopy. We study this procedure for a specimen that has a higher refractive index than the immersion medium and with a thickness up to 100 µm. The measuring method was experimentally tested by comparing the thickness of polymer layers measured on axial images of a confocal microscope in case of a water–polymer mismatch to reference values obtained from an independent technique, i.e. scanning electron microscopy. The case when the specimen has a lower refractive index than the immersion medium is also shown by way of illustration. Measured thickness data of a water layer and an oil layer with the same actual thickness were obtained using an oil-immersion objective lens with confocal microscopy. Good agreement between theory and experiment was found in both cases, consolidating our method.     

用显微镜简捷测量液体折射率的浓度

根据光学原理,推导出测量液体折射率公式。利用显微镜和一简单容器,通过一次测量,可求得液体折射率,由折射率可进一步求得有关液体浓度。方法简便、容易,是非接触测量,可用于在线检测,在生产和实验工作中有应用价值。     

基于负折射率声透镜的亚波长分辨率光声实时成像方法

基于负折射率材料的信号处理技术为光声图像的研究提供了新的思路。光声成像是一种全新的非破坏性生物光子技术,是一种基于生物组织内光吸收差异的成像方法。然而,当前的光声成像方法主要依靠传感器扫描工作,而传感器阵列有其固有的缺点,导致实时性较差,因此,普通的光声成像方式具有一定的局限性。但是,利用具有负折射率的声透镜特性(如聚焦、滤波、定向等)构成的成像方式可以解决普通光声成像中的这些局限性问题。本文在对负折射率声透镜的负质量响应和负折射率成像进行优势分析后,提出了利用声透镜改变当前扫描成像的方法。模拟分析实验结果表明,所设计的声透镜直接成像方案达到了预期效果,透镜成像后像点的声压分布与吸收体原始的声压分布基本一致。此外,0.6倍波长的实验图像结果说明本文实现了亚波长的光声成像效果。