折射率徑向平方律變化的增益引導(dǎo)光纖的束縛因子

將長(zhǎng)周期光纖光柵(lpg)和光纖sagnac環(huán)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了折射率和溫度的同時(shí)測(cè)量。首先利用二氧化碳激光器在保偏光纖上制作了長(zhǎng)周期光纖光柵(pm-lpg),然后把該pm-lpg和普通單模光纖耦合器組成sagnac環(huán),作為傳感單元。實(shí)驗(yàn)選擇其某一透射峰作為測(cè)試對(duì)象,其波長(zhǎng)隨溫度變化,強(qiáng)度隨折射率變化,因此可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)參量的同時(shí)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)獲得的溫度靈敏度為-0.654nm.℃-1,折射率靈敏度為49.9db.riu-1。整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)成本低、簡(jiǎn)單實(shí)用,具有較好的應(yīng)用前景。

纖芯失配的光纖Mach-Zehnder折射率傳感器

基于多模干涉效應(yīng)的單模-多模-單模(sms)結(jié)構(gòu)光纖折射率傳感器通常需要進(jìn)行包層腐蝕來(lái)提高靈敏度,而且易受環(huán)境溫度影響。為克服sms結(jié)構(gòu)的這些不足,提出了一種新型的基于纖芯失配多模干涉的光纖折射率傳感器,由單模光纖-色散補(bǔ)償光纖-單模光纖(smf-dcf-smf)級(jí)聯(lián)光纖布拉格光柵(fbg)構(gòu)成,長(zhǎng)度不超過(guò)100mm。對(duì)其靈敏度、線性范圍和溫度特性等進(jìn)行了測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在測(cè)量折射率為1.33～1.39的折射率液時(shí),特征波長(zhǎng)與折射率呈線性關(guān)系,靈敏度為232.8nm,級(jí)聯(lián)的fbg具有良好的溫度校準(zhǔn)功能。

理論分析和模擬計(jì)算了少模光纖布拉格光柵基模及高階模的耦合與傳輸特性,得到在相同外部折射率變化情況下,少模光纖基模與高階模耦合對(duì)應(yīng)的布拉格波長(zhǎng)變化,比正、反向基模之間耦合對(duì)應(yīng)的布拉格波長(zhǎng)變化顯著增大。實(shí)驗(yàn)上制作了少模光纖布拉格光柵,測(cè)量了基模之間以及基模與高階模之間對(duì)應(yīng)的布拉格波長(zhǎng)隨外部折射率、溫度變化的情況,得到與理論分析相符的結(jié)果。而對(duì)于溫度變化對(duì)折射率測(cè)量結(jié)果干擾的問(wèn)題,提出了通過(guò)計(jì)算布拉格波長(zhǎng)差來(lái)克服溫度影響的方法。這些結(jié)果為采用布拉格光纖光柵測(cè)量外部折射率變化提供了一種新的途徑。

對(duì)載氫摻鍺石英光纖的紫外光敏特性以及載氫條件對(duì)光纖紫外光敏性的影響進(jìn)行了系統(tǒng)地實(shí)驗(yàn)研究．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:①載氫光纖的光致折射率改變隨紫外曝光時(shí)間的變化規(guī)律(△n=3．3×10-4t0.31689)是先呈指數(shù)增長(zhǎng)到達(dá)一定的時(shí)間基本達(dá)到飽和,如果繼續(xù)照射,光致折射率改變繼續(xù)增大,并對(duì)紫外光敏機(jī)理進(jìn)行了討論;②隨著載氫壓力的增大,光纖的紫外光敏性呈正比例增大,兩者之間的關(guān)系為△n=1．34×10-5+4．66×10-5p;③摻鍺石英光纖的紫外光敏性的大小隨著載氫時(shí)間的延長(zhǎng),呈指數(shù)增長(zhǎng),最后達(dá)到飽和．

提出一種通過(guò)布拉格光纖光柵傳輸譜線計(jì)算其纖芯直徑和折射率的方法.實(shí)驗(yàn)中采用較短波長(zhǎng)的相位掩模板及紫外光照射載氫的單模光纖來(lái)寫(xiě)布拉格光柵.通過(guò)測(cè)量lp01模與反向傳輸?shù)膌p01、lp02模耦合所對(duì)應(yīng)的損耗峰,并將對(duì)應(yīng)的兩中心波長(zhǎng)分別帶入色散方程,來(lái)計(jì)算同時(shí)滿足布拉格光柵相位匹配條件的解,即可求出該光纖光柵纖芯直徑和折射率.這種方法為測(cè)量光纖光柵參數(shù)提供了一種新的途徑.

亞波長(zhǎng)直徑微納光纖強(qiáng)倏逝場(chǎng)傳輸?shù)墓鈱W(xué)特性,使其對(duì)周?chē)橘|(zhì)折射率的變化具有極高的靈敏度.本文提出一種基于微納尺度光纖布拉格光柵(mnfbg)的折射率傳感器,結(jié)合微納光纖倏逝場(chǎng)傳輸和光纖布拉格光柵(fbg)強(qiáng)波長(zhǎng)選擇的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度折射率傳感,對(duì)其制備可行性進(jìn)行了討論.論文中對(duì)mnfbg折射率傳感機(jī)理進(jìn)行了深入的理論分析,并使用optigrating軟件進(jìn)行了數(shù)值模擬,模擬數(shù)據(jù)顯示mnfbg折射率測(cè)量的靈敏度隨著光纖半徑的減小而增加,其中光纖半徑為400nm的mnfbg靈敏度可達(dá)到993nm/riu,相比于包層蝕刻的fbg靈敏度增加了170倍,說(shuō)明mnfbg對(duì)發(fā)展微型化、高靈敏度折射率傳感器具有良好的應(yīng)用前景.

研究單端腐蝕光纖布拉格光柵(fbg)在低折射率區(qū)(約1.333～1.360)對(duì)折射率與溫度同時(shí)測(cè)量的理論模型,分析其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)折射率靈敏度和線性度的影響,建立相應(yīng)的線性近似理論和誤差分析方法。理論仿真結(jié)果表明,可通過(guò)減小腐蝕區(qū)的直徑或選擇光柵周期較大的fbg制作傳感器來(lái)提高折射率靈敏度,但這同時(shí)會(huì)降低傳感器的線性度及增大折射率靈敏度的理論誤差。在此理論分析基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并制作一個(gè)單端腐蝕fbg,進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果一致。

提出了基于光纖布拉格光柵(fbg)包層模式的折射率傳感方案。實(shí)驗(yàn)中,利用不同濃度的丙三醇水溶液作為外界折射率傳感溶液,采用氫氟酸溶液化學(xué)腐蝕的方法來(lái)減小光纖包層的直徑以增大包層模式對(duì)外界折射率的敏感度,研究了腐蝕后光纖布拉格光柵包層模式的耦合波長(zhǎng)對(duì)外部折射率的變化關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在1.3300~1.4584的折射率范圍內(nèi),包層模式耦合波長(zhǎng)隨外界折射率增大而增大,在接近光纖包層折射率處具有很高的折射率靈敏度,最大達(dá)到了172nm/riu(refractiveindexunit)。而且,包層模諧振的光譜半峰全寬(約0.07nm)僅為布拉格纖芯模諧振光譜半峰全寬的1/4,能夠獲得更好的傳感精度。

利用激光照射高折射率玻璃微珠下形成的二次彩虹現(xiàn)象,以艾里的虹理論為基礎(chǔ)對(duì)玻璃微珠折射率進(jìn)行了測(cè)量。推導(dǎo)了玻璃微珠尺寸對(duì)折射率影響的計(jì)算公式,表明半徑差異在10μm時(shí),折射率的測(cè)量誤差為10~(-3)數(shù)量級(jí)。此外,通過(guò)軟件模擬計(jì)算玻璃微珠的二次彩虹現(xiàn)象,并對(duì)微珠的折射率進(jìn)行了測(cè)量,驗(yàn)證了二次彩虹方法的正確性,同時(shí)也表明玻璃微珠半徑的變化對(duì)最小偏向角位置的偏移影響很小。實(shí)際測(cè)量結(jié)果表明,折射率隨著半徑的減小而增大,但是折射率變化很小,因此,引入折射率測(cè)量誤差較小。統(tǒng)計(jì)測(cè)量方法能為玻璃微珠折射率的準(zhǔn)確測(cè)量提供可靠的依據(jù)。

提出了一種基于數(shù)字全息層析術(shù)的數(shù)字重構(gòu)方法。針對(duì)單模光纖(smf)的折射率分布具有軸對(duì)稱(chēng)性的特點(diǎn),可僅根據(jù)在任一與光纖軸向垂直的旋轉(zhuǎn)角度下從數(shù)字全息圖再現(xiàn)出的相位分布,采用層析算法重構(gòu)出與smf軸向垂直的折射率斷層分布。通過(guò)獲取smf的折射率斷層分布,就可獲取其折射率三維分布。與以往測(cè)量smf折射率分布的方法相比,本文方法具有對(duì)被測(cè)樣品無(wú)損、測(cè)量方法簡(jiǎn)單及測(cè)量速度快等特點(diǎn)。理論分析與光學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果均驗(yàn)證了本文所提方法的有效性。

根據(jù)菲涅耳公式和功率反射系數(shù)關(guān)系式,分析纖芯失配型光纖傳感器折射率傳感原理;采用單模/多模光纖制作傳感器,研究傳感器輸出光功率隨甘油溶液折射率變化特征,并驗(yàn)證理論計(jì)算結(jié)果。表明媒質(zhì)折射率n_2=1.300～1.441時(shí),傳感器輸出光功率強(qiáng)且?guī)缀醪话l(fā)生變化;n_2=1.441～1.452時(shí),傳感器輸出光功率呈線性快速下降,其斜率為-155.91;當(dāng)媒質(zhì)折射率與單模光纖包層折射率接近時(shí),傳感器輸出光功率幾乎為0。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),傳感器線性快速下降的折射率范圍為1.442～1.454,斜率為-49.67,其輸出光功率隨甘油溶液折射率變化規(guī)律與數(shù)值模擬結(jié)果基本一致。該傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、傳感系統(tǒng)全光纖化等特點(diǎn),能用于有毒有害、易燃易爆等特殊環(huán)境下物質(zhì)折射率的高精度測(cè)量。

基于雙面對(duì)稱(chēng)單環(huán)開(kāi)口諧振器對(duì)結(jié)構(gòu)奇異的電磁特性,設(shè)計(jì)了一種頻率可控的各向異性零折射超材料。將這種零折射超材料應(yīng)用于普通雙頻微帶天線,制備了中心頻率為5.15ghz和6.8ghz的零折射雙頻微帶天線。仿真和測(cè)試結(jié)果顯示,由于零折射超材料的引入,天線的側(cè)向輻射減弱,方向性增強(qiáng)。在低頻工作時(shí),零折射微帶天線e面和h面半功率波束寬度分別減小了29°和10°,增益提高了2.2db。在高頻工作時(shí),零折射微帶天線e面和h面半功率波束寬度均減小了16°,增益提高了2.4db。將零折射超材料應(yīng)用于微帶天線的介質(zhì)基板,為高性能雙頻微帶天線設(shè)計(jì)提供了有效途徑。

通過(guò)對(duì)幾種單模及多模光纖折射率分布測(cè)量方法的分析研究,得到單模光纖與多模光纖折射率分布測(cè)量方法的根本區(qū)別。由于單模光纖芯徑比較小,因而只能用波動(dòng)理論分析其傳輸機(jī)理,其中的遠(yuǎn)場(chǎng)法和近場(chǎng)法測(cè)量都是基于標(biāo)量亥姆霍茲波動(dòng)方程,即以單模光纖的基本傳輸理論進(jìn)行測(cè)量;而多模光纖由于其芯徑比較大,故而用射線理論分析其傳輸原理較為合理。多模光纖的折射近場(chǎng)法和近場(chǎng)掃描法均是以纖芯半徑處數(shù)值孔徑不同,對(duì)應(yīng)的折射模和傳導(dǎo)模不同為依據(jù)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。

理論分析和模擬仿真研究了激光點(diǎn)火系統(tǒng)中光纖端面損傷、光纖初始輸入段損傷和光纖內(nèi)部損傷機(jī)理。結(jié)果顯示:端面損傷主要是由光纖端面的雜質(zhì)和缺陷引起;光纖初始輸入段損傷是由光束的初次反射造成光纖局部激光能量密度增大引起的;光纖內(nèi)部體損傷主要由于激光自聚焦效應(yīng)引起損傷和光纖受到的意外應(yīng)力產(chǎn)生微小碎片,吸收激光能量,引起光纖局部損傷。給出了激光點(diǎn)火系統(tǒng)中提高光纖損傷閾值的一般方法,主要包括光纖端面處理、設(shè)計(jì)合理的激光注入耦合裝置。

從理論上分析了玻璃微珠定向回歸反射原理,利用近軸光線球面折射理論分析了玻璃微珠實(shí)現(xiàn)回歸反射的折射率,并結(jié)合實(shí)際使用情況,在最大可能增加回歸反射的基礎(chǔ)上,討論了入射光線到主光軸的距離與回歸光線和入射光線夾角之間的關(guān)系,從而確定出了實(shí)現(xiàn)最大反射時(shí)玻璃微珠的折射率范圍為1.80~1.95,研究結(jié)果對(duì)回歸反射標(biāo)志牌的開(kāi)發(fā)具有重要的理論意義。

基于氟化聚合物梯度折射率圓對(duì)稱(chēng)塑料光纖(pf-gipof)的傳輸參量計(jì)算,分析其傳輸特性,推導(dǎo)出頻域基帶功率傳輸函數(shù),得到一種參數(shù)完整的色散計(jì)算模型.理論分析了光源特性、模式時(shí)延和模式損耗對(duì)帶寬的影響并對(duì)色散進(jìn)行擬合和計(jì)算.在波長(zhǎng)和激光斑半徑相異的光源激勵(lì)下,對(duì)不同長(zhǎng)度、不同折射率指數(shù)的pf-gipof的頻率響應(yīng)進(jìn)行仿真驗(yàn)證.理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,200m長(zhǎng)的pf-gipof在1300nm工作波長(zhǎng)下,半徑11.76μm的激光斑激勵(lì)出的傳導(dǎo)模最少,由于差分模式損耗作用,系統(tǒng)帶寬提升了3.56ghz,在α=2.16的折射率下可以得到最大的帶寬優(yōu)化.該計(jì)算模型可有效地用于pf-gipof通信系統(tǒng)的參量選取和帶寬預(yù)測(cè).

熔融石英、光學(xué)石英玻璃的折射率（之一）波長(zhǎng)（毫微米）水晶熔制石英玻璃合成石英 玻璃185.411.57464-193.53 1.56071-202.541.547291.54717206.201.54269 1.54266213.85-1.53434214.451.53385-226.50 1.523181.52299232.941.51834-237.83-1.51473248.20-1.50841250.201.50762-257.62 1.50397 1.50351265.36-1.49994274.871.49634-280.35- 1.49403289.36-1.49098298.061.488591.48837307.59-1.48575313.17-1.48

不同形狀玻璃磚折射率的測(cè)定

本文(參照文獻(xiàn)[1])用激光光束在濾紙上散射的方法來(lái)測(cè)量透明板的折射率。利用顯微鏡的測(cè)微裝置可作精密測(cè)量。這種方法既簡(jiǎn)單又直觀,也可作為課堂上的演示實(shí)驗(yàn),有助于學(xué)生加深對(duì)幾何光學(xué)基本概念的理解。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,將待測(cè)玻璃板鉛

測(cè)量三棱鏡玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)是普通物理實(shí)驗(yàn)的一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課題。在實(shí)驗(yàn)室里通常采用測(cè)量最小偏向角的方法進(jìn)行測(cè)量。本文提出了一種利用光的偏振知識(shí),在橢偏儀上實(shí)現(xiàn)棱鏡折射率測(cè)定的一種方法。既擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面,又使物理現(xiàn)象更加直觀、明顯,實(shí)驗(yàn)效果及重復(fù)性、穩(wěn)定性都很好。

灰白色反光材料反光粉 耀德興科技反光粉是把高折射率玻璃微珠的半球鍍鋁,提供了自反射層,而少 去了其他如鋁漿打底等,使微珠具有自反光的功能,反光效果高于底涂鋁漿法4-5 倍.廣泛用于反光漆,反光油墨及絲網(wǎng)印刷等。 耀德興科技高折射玻璃微珠（反光粉）主要具有回歸反射特性.所謂回歸反 射是一種光學(xué)現(xiàn)象，當(dāng)光線照射到透鏡之類(lèi)的物體上，經(jīng)折射后聚集，再?gòu)慕裹c(diǎn) 反射又經(jīng)透鏡折射回歸光源方向.制品采用高折射率玻璃珠后半表面鍍鋁作為 后向反射器，具有極強(qiáng)的逆向回歸反射性能，能將85％的光線直接反射回光源 處?；貧w反射所造成的反光亮度，可使駕駛?cè)藛T和帶光源的夜間作業(yè)人員在夜間 或視野不佳的情況下清楚地看見(jiàn)行人和障礙目標(biāo)，確保雙方安全。 一、耀德興科技反光粉用途 反光粉是生產(chǎn)反光布，反光貼膜，反光涂料、反光標(biāo)牌、宣傳材料、服飾材 料、標(biāo)準(zhǔn)賽場(chǎng)跑道、鞋帽、書(shū)包、水陸空救生用品