摘要：介绍了宽谱段傅里叶变换镜头中光学玻璃的折射率、色散变化对系统的成像质量的影响.推导了折射率、色散变化量所引起的光学系统二级光谱的变化量公式.重点讨论了在宽谱段光学系统中,光学玻璃在折射率、色散上的变化量,所造成的胶合薄透镜的二级光谱的变化量.其系数在本文例中达0.28,相当于变化量占理论二级光谱余量的28%,因此在宽谱段系统中的二级光谱余量的变化量不应该被忽略.实例表明光学玻璃的折射率、色散变化量对宽谱段傅里叶变换镜头的成像质量有显著的影响.此外,还考虑了傅里叶变换透镜的波像差问题,其设计值小于1/10波长,采用最优玻璃对组合,可以保证波像差小于1/10波长,完全满足使用要求.

摘要：设计了一种简洁的角度扫描棱镜SPR传感系统,反射式平行光路设计简化了系统结构。其主要包括光源及光强感知、平行光路结构、电机与温度控制模块构成。通过单电机扫描入射角与温度控制,实现了对葡萄糖的折射率浓度特性有效测量。理论分析存在交叉灵敏度矩阵可同时度量温度及葡萄糖质量浓度共振角度的变化规律,且实验得其灵敏矩阵。为区分温度和质量浓度对共振角度的影响以及校正SPR温度漂移提供参考。

摘要：基于折射定律设计光路,利用线阵电荷耦合器件(CCD)对光斑位移进行检测,研制成功小型的能够测量透明介质折射率的仪器,设计的测量折射率的范围显著增加.介绍了该仪器设计的基本原理、使用方法,并通过对一些材料折射率的测量,证明其具有较高的测量准确性.

摘要：设计和研究了基于阵列波导光栅的高精度折射率传感器。该传感器利用阵列波导光栅的阵列波导区域对相位差敏感的特性,通过在阵列波导区域挖槽来测量通过沟槽的液体的折射率变化。由于阵列波导之间的相位差变化会导致输出波导的输入面的最大光强位置的变化,所以通过入射窄带光源并计算其中两个输出波导的功率比的变化,就可以得到实时的折射率变化。利用傅里叶光学和光波动理论的方法建立数学模型,经过综合考虑各种因素,设计了合理的参数,通过拟合得到折射率变化和光功率比的解析式。这种方法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。

摘要：为了解决光纤光栅传感器同时测量多个参量的难题,结合锥形光纤技术和光纤光栅技术,设计了一款新型双锥形光纤光栅。采用传输矩阵法,借助二层和三层单模光纤纤芯基模有效折射率的色散方程及标量有限元法理论建模,数值分析了均匀腐蚀区直径为3μm时双锥形光纤光栅的反射谱特性。采用氢氟酸渐变腐蚀法实验制备了双锥形光纤光栅,均匀腐蚀区直径为3μm时,呈现12个反射峰,2个主峰和10个次峰,与理论分析结果基本吻合。同时选取其中3个反射峰测量了温度、折射率和液位,同步测量灵敏度分别为9.63nm/℃、1975.96nm/RIU、26.07nm/cm。双锥形光纤光栅制作简单,作为传感器可同时测量多个参量,不但能有效降低成本,还能拓宽光纤光栅传感器的设计思路。

摘要：采用离散谱折射率法直接对三维脊形自镜像效应(SIE)多模波导的模式特性进行具体分析,并根据模式传播常数偏差分布情况,引入了SIE多模波导长度微小变量用以抵消或部分减弱由各阶模式传播常数偏差引起的相位偏差,设计了一种低自镜像损耗、高均匀度、几乎与偏振无关及深刻蚀SIE多模波导结构的多模干涉(MMI)光功分器。如1×16MMI光功分器TE模的自镜像损耗为0.0451dB,均匀度0.0309dB;对TE模的自镜像损耗为0.0455dB,均匀度为0.0311dB。

摘要：本文从实验角度研究了两种光学材料的折射率随温度变化的特性，讨论了包层折射率变化的光纤温度传感器机理，设计了一种高精度的包层折射率变化光纤温度传感器系统。

摘要：水凝胶是一种具有三维网络结构的新型功能高分子材料。水凝胶因其可注射性、良好的组织相容性、无毒副作用、在生物体内可降解性、环境敏感性广泛用于药物释控、吸附材料、仿生工程、光纤传感、组织工程、智能穿戴等方面。水凝胶的传感主要是随着外界环境因素的改变,引起溶胀度的不同,导致水分子填补凝胶内部孔洞的程度不同,呈现出水凝胶整体折射率变化的过程。为了研究不同的溶胀度对水凝胶折射率的影响,以壳聚糖为原料,以过硫酸铵,N,N-亚甲基双丙烯酰胺分别作为引发剂和交联剂,与丙烯酸接枝反应,在氮气的环境中以化学方式制备壳聚糖水凝胶。通过设计测量结构、搭建实验平台,检测了壳聚糖水凝胶的溶胀特性并对凝胶的溶胀度进行了标定;以卤钨灯作为光源,通过光谱仪检测了壳聚糖水凝胶透射光谱;运用光在介质面传播特性与光波的偏振性原理,对壳聚糖水凝胶透射光谱进行分析,研究了不同溶胀度下壳聚糖水凝胶折射率的变化规律,发现了不同溶胀度下凝胶对不同波长光波的折射能力存在差异性;通过对数据的处理,计算了波长为400 nm时,凝胶折射率随溶胀度变化的范围及灵敏度Q1。通过对实验数据的拟合,得出了壳聚糖水凝胶折射率对溶胀度、波长的响应规律且拟合度较高,为壳聚糖水凝胶在光学传感方面的应用提供了实验基础。通过实验,说明了壳聚糖水凝胶有着优秀的溶胀特性、较宽的折射率变化范围及较高的灵敏度,在智能穿戴、仿真皮肤、光学传感等领域的应用有一定的优势。

摘要：聚二甲基硅氧烷(PDMS)是一种高分子有机硅化物,广泛应用于微流控芯片制备、生物、光学以及复合材料基体等不同的领域。通过结合PDMS与光纤结构构建了光纤干涉仪,利用光学传感技术研究了PDMS折射率和线膨胀的气压响应特性。实验结果表明,PDMS的折射率随气压的变化率为-2.1×10^(-2)RIU/MPa(RIU为折射率单位),线膨胀随气压的变化率为17.3μm/MPa。采用光学测量的形式对PDMS的折射率和线膨胀气压响应进行研究,精确度和可靠性更高。

摘要：聚硅氧烷是应用广泛的一种特种有机硅材料,折射率是衡量聚硅氧烷性能的重要指标。应用基团贡献法建立了适用于聚苯基甲基硅氧烷体系的分子量-折射率模型,结合自由体积理论对模型进行了修正。修正后的模型能够根据分子量和温度有效地预测聚苯基甲基硅氧烷的折射率,相对误差在±0.2%范围内。根据修正后的模型阐述了分子量、温度对折射率的影响:折射率随着分子量的增大而升高,最终趋于一定值;折射率随着温度的升高明显下降。研究结果可为高折射率聚硅氧烷的设计与合成提供参考。