梯度折射率分布极坐标测量方法和误差分析

研究了测量聚合物光纤径向折射率分布的相移干涉法,建立了数学模型,分析了测量误差的来源及影响,为能准确测得聚合物光纤的折射率分布提供了保证。     

梯度折射率介质的近轴光线追迹

本文利用Ｓｈａｒｍａ的方法导出的梯度折射率介质的近轴光线追迹公式。该公式表现为二阶微分方程的形式。可使用标准的数值技术求解。该公式对任意形式的梯度折射率介质均适用。本文最后给出了两个计算实例。     

抛物型发散梯度折射率纤维透镜光学特性的限制

从近轴条件下的光线轨迹方程出发,导出了计算抛物型发散梯度折射率纤维透镜有效长度的方程式,并讨论了该纤维透镜大端、小端对目标成像的孔径和视场。     

LED和梯度折射率透镜投影系统光路设计

现有的数字光处理投影(DLP)系统采用色轮和中继透镜等元器件,由此导致投影系统结构复杂。针对现有技术的缺陷,本文设计了一种以三色LED作为照明光源,以梯度折射率透镜形成平行光的新型DLP投影系统。和传统的投影系统相比,减少了色轮、中继透镜、反射镜等元器件,简化了光学系统的结构。借助于Tracepro软件进行了模拟与仿真,对光线追迹的结果进行分析,分析得到整个投影系统的光斑均匀性为96.9%。结果表明本设计使投影系统的光路得到了简化,光斑的均匀性也得到了改善。本设计只需要选择合适的投影镜头,就可以消除LED面光源宽度过大对投影光斑的影响。     

角度位置自动识别的红外折射率测量

为准确快速获得块体硫系玻璃红外波段的折射率,搭建了基于类准直测量法的折射率测量系统。该系统采用液氮制冷的碲镉汞探测器和特殊的光路实现了光强信息的高分辨采集,使用高分辨数据采集卡将角度信息数字化,利用精密步进电机传动控制系统实现了光强信号与位置信号的同步记录。开发的测量软件可自动判别光强峰位信息,自动计算获得待测样品的折射率。对比测试Ge_(20)Sb_(15)Se_(65)、Ge_(28)Sb_(12)Se_(60)、As_2S_3和As_2Se_3商用硫系玻璃在3.39μm和4.8μm处的折射率。实验结果表明,该装置系统测量折射率的标准偏差为10~(-3),测量不确定度为0.002 9,可快速、准确测量块体材料红外波段的折射率。     

逆抛物型梯度折射率纤维的近轴成像分析

从光线传播轨迹方程出发,导出了逆抛物型梯度折射率纤维透镜的高斯参数和近轴成像公式,并分析了这种梯度折射率纤维的端面耦合成像特性。     

光通信用自聚焦透镜的制备

制备了自聚焦透镜的基础玻璃,对其透过率进行了测试,并对由这种玻璃制成的梯度折射率(GRIN)棒的折射率分布进行了分析.结果表明,基础玻璃在可见和近红外波段的透过率大于89%;GRIN棒内部的折射率分布接近理想分布.     

长周期光纤光栅的折射率梯度响应特性

通过模式耦合理论,建立了基于长周期光纤光栅(LPFG)的二层圆光波导模型;结合传输矩阵法,仿真得到了外部介质折射率呈线性分布情况下LPFG的透射谱。仿真结果表明：该结构下的LPFG透射谱特性强烈依赖于外部介质折射率梯度,当外部介质折射率梯度升高,透射谱的损耗峰深度逐渐降低,损耗峰3dB带宽逐渐增加,且增加量与折射率梯度的增加量呈较好的线性关系;当外部折射率梯度由1.1111×10-7riu/mm增加到1.1111×10-5riu/mm时,其梯度灵敏度可达到2.2×107nm·mm/riu。这一结果使折射率梯度的高灵敏度测量成为可能,为设计和制作基于LPFG的折射率梯度传感器提供了一定的理论依据,并有望用于生化反应中微小尺度下折射率呈梯度分布的液相介质的测量。