乙酸乙酯-乙苯二元混合溶液的折射研究

计算混合溶液折射率的新方法:n=1 ∑wiρMDMi,对于无机混合溶液、乙醇水溶液和丙三醇水溶液等有着很好的适用性,但对含有羰基和苯环官能团复杂物质是否适用还不清楚.本文对含有羰基和苯环官能团的、不同浓度乙酸乙酯-乙苯溶液折射率进行计算,计算结果与实验测量值吻合的非常好,进一步证实了该方法对酯类、芳香族溶液的适用性,并给出了该溶液浓度、密度和折射率计算所需的重要参数值.这些结果也支持了该方法的理论基础,证明了该方法的电子云导体理论模型的合理性.还用Lorentz-Lorenz公式计算了这些混合溶液的折射率,并对2种计算方法的偏差进行了比较.     

不同液体浓度与折射率关系的经验公式

根据实验数据,利用origin软件建立溶液折射率和溶液浓度之间的关系图.并求出折射率和溶液浓度之间的经验公式.这些经验公式为生产和生活提供了参考.     

石英毛细管中回音壁模式激光的波长漂移特性

 利用石英毛细管截面构成的圆形微腔,从实验和理论2个方面研究了回音壁模式激光辐射随增益包层溶液的折射率以及染料浓度的变化特性.实验结果表明,随包层溶液折射率的增加,回音壁模式的激光辐射向短波方向漂移;随包层溶液中染料浓度的增加,回音壁模式的激光辐射向长波方向漂移.包层溶液折射率的增加导致微腔品质因数降低,而染料浓度的增加致使激光增益范围向长波方向扩展.基于如上分析,结合微腔理论和染料激光的四能级模型,成功地解释了实验结果.     

无机溶液折射率与质量浓度关系的理论计算和实验验证

以一个计算折射率与组分的关系式n=1 ∑(ρMDM)为计算原理,对AgNO3和KI溶液的折射行为作了研究,以考察这种方法的实用性.结果表明,折射率的计算值与实验值符合得很好,最大相对误差为:△nc(AgNO3)=0.02%,△nc(KI)=0.05%.此方法的结果精度高,应用方便,基于此原理的溶液质量浓度的折射率测量法有较好的应用前景.     

溶液折射率及色散系数与浓度关系的椭偏测量研究

研究利用椭圆偏振法快速准确测量葡萄糖溶液浓度.首先基于椭偏测量的原理和液体宏观尺寸厚的特点,建立了溶液的单界面反射分析模型,针对该模型设计了由椭偏参量求解溶液折射率的算法.为了快速检测,该算法合理地忽略了葡萄糖溶液在短波段的消光系数并仍能够准确地测量出折射率.接着,利用该模型,对不同浓度的葡萄糖溶液的椭偏参数进行了测量.从椭偏参数拟合出了葡萄糖溶液的折射率,根据柯西公式,利用最小二乘法得到了折射率与柯西色散参数、溶液浓度之间的函数关系.然后用模型分析了葡萄糖溶液的光吸收对本测量方法的影响,进一步说明了模型的可靠性.最后,将实验拟合结果与参考文献值比较,发现此方案和棱镜全反射法和激光干涉法测量得到的折射率吻合得相当好,说明椭偏测量法具有较高准确度.     

共焦球面F-P干涉仪测量液体折射率和浓度的实验研究

以单模石英光纤为传光介质,共焦球面F-P干涉仪为传感器件,面阵分体CCD摄像机为图像接收器件设计了一套液体折射率和浓度的测量系统,对不同浓度的酒精溶液进行了测量．实验结果表明,采用该系统可以探测到10-5量级的折射率变化量,和相应的溶液浓度变化精度也为1．0×10-5,相对于传统的折射率测量方法,这种测量系统调整方便,操作简单,能够用于液体折射率和浓度变化过程的在线测量．     

基于塑料光纤监测硝酸钾溶液的温度和溶解度

设计了一种利用塑料光纤实时监测硝酸钾溶液升温过程中的溶解度和温度的实验装置.利用硝酸钾溶液折射率随浓度改变和塑料光纤受热膨胀两种机制,实现了对溶液温度的实时监测.通过研究温度和溶解度的关系,可以同时监测硝酸钾溶解度.结果表明,在25℃~70℃范围内,输出改变了5dB,测温曲线线性度为0.998 5,溶解度曲线线性度为0.991 5.     

基于熔锥光纤耦合器的溶液浓度传感器

利用2×2熔锥型光纤耦合器,提出一种检测溶液浓度的新方法.首先,根据熔融光纤拉伸锥形曲线和超模耦合器理论,分析计算出熔锥型光纤耦合器输出分光可见度与其耦合锥区外部介质折射率的关系曲线;然后,实验上将2×2单模光纤耦合器浸入一种溶液中,当光经过熔锥耦合区后,其耦合分光可见度将随锥区外部的溶液浓度（折射率）而变化.由此,可实现对溶液浓度的检测.理论计算和实验结果有较好的一致性.     

三元系无机溶液折射率的计算方法

通过对不同浓度三元系无机溶液的折射率和密度进行测量及相关计算,验证了一种折射率的计算方法:n=1 ∑(ρMDM)j,支持了提出此方法的理论基础:即在光与介质相互作用时,光的磁场起着重要作用;同时证明了电子云导体模型的合理性.实验扩展了此折射率计算方法的适用范围,实验结果为光学材料的研究提供了理论依据,在分析混合溶液的成分、推断其物理、化学性质等方面有一定应用前景,也为正确认识折射机理提供了帮助.     

四元系溶液折射率的计算方法

通过对不同浓度四元系无机有机混合的折射率和密度进行测量和相关计算,验证了一种折射率的计算方法:n=1+∑(ρMDM)j=1+ρ∑(wDM)j,扩展了此折射率计算方法的适用范围;并对不同溶液中同种分子的DM值变化进行了讨论,为更好的进行物质折射率的计算提供了一种思路.     

基于等厚干涉原理测量NaCl溶液浓度

溶液浓度是一个重要物理量。溶液浓度的变化会引起折射率变化。根据等厚干涉的原理,提出通过测量溶液的折射率来确定其浓度的光学方法。以NaCl溶液为例,测量误差低于3%。     

内反射传感方法测量溶液浓度的机理探讨

介绍用光学传感方法对溶液浓度进行选择性测量.讨论了光与物质相互作用所产生的反常色散现象;分析了具有吸收谱的物质的复折射率与波长的关系;研究了反射率的衰减及衰减全反射现象.实验结果表明,这种传感方法对溶液浓度的选择性测量是有效的.     

湿腐蚀法制备U形塑料光纤折射率传感器

为提升折射率测量灵敏度、方便测量,通过湿腐蚀法制备了高灵敏度的U形塑料光纤折射率传感器.从理论上分析了多模塑料光纤宏弯曲折射率传感器的原理,利用射线法对塑料光纤中传输光场进行近似,获得多模塑料光纤宏弯曲模式损耗的表达式.采用丙酮和甲醇混合溶液作为腐蚀剂,利用湿腐蚀法对塑料光纤进行处理,观察不同腐蚀剂浓度腐蚀后光纤表面形貌,得到最佳腐蚀剂浓度为丙酮浓度80％.采用热定型法对腐蚀后的光纤进行宏弯曲处理,通过改变光纤芯径及弯曲半径优化传感器性能.利用655 nm红光激光器作为光源对其灵敏度进行测试,在1.30 ～1.45的较大折射率范围内,得到最佳灵敏度为618％/RIU(RIU为折射率单位).实验结果证明,通过宏弯曲处理可以使传感器灵敏度得到提升,并且U形探头使测量更加方便,可以广泛应用于折射率传感领域.     

氧浓度和衬底温度对透明导电Cd2SnO4薄膜光学性质的影响

采用射频溅射方法在Ａｒ＋Ｏ２气氛中制备了Ｃｄ２ＳｎＯ４（ＣＴＯ）透明导电薄膜,报道了在不同氧浓度和衬底温度下该膜的透射率、消光系数和折射率随波长变化的情况。研究发现：氧浓度越高,衬底温度越高,则薄膜透射率、折射率越大,而消光系数越低。对这些结果,从ＣＴＯ膜的晶格九,氧空位等角度进行了理论分析。     

基于单模光纤偏芯结构的光纤折射率传感器研究

基于迈克尔逊(Michelson)干涉仪(MI)原理,结合光纤传感器的特性,设计和实现了一种单模光纤(SMF)偏芯干涉仪结构光纤折射率传感器,并针对蔗糖溶液进行了折射率的测量。实验结果表明:这种传感器的传感范围在1.33～1.39时,特征波长与外界折射率有单调的递减变化关系,蔗糖折射率每变化0.01时,特征波长平均变化约为0.12nm。这种传感器结构简单,灵敏度较高,能够实现液体折射率与浓度变化的在线检测。     

基于极化不敏感超材料的类电磁诱导透明特性研究

设计了一种由4条金属直线和1个圆环构成的类电磁诱导透明超材料，当电磁波垂直入射到该超材料表面时，其具有水平极化和垂直极化不敏感特性。仿真了超材料的传输曲线特性，以及其表面电流分布特点，计算了相位传输曲线和群折射率，并对其介电常数传感特性进行了分析。计算所得群折射率最大值可达380，说明该超材料可用于制作慢光器件。用于制作传感器时，其D_FOM值约为20.13，与前人所设计的传感器相比，具有较高的灵敏特性。研究结果表明，该超材料在制作慢光器件和传感器件方面具有一定的应用价值。     

用于硝酸根浓度测量的反射式光纤SPR传感器

提出一种反射式光纤表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR)传感器用来测量硝酸根浓度.传感器采用反射式结构,并利用金膜来激发SPR.制备铜纳米粒子/碳纳米管(copper-nanoparticles/carbon-nanotube, Cu-NPs/CNT)膜作为硝酸根浓度测量的敏感膜.当溶液中硝酸根浓度发生变化时,吸附在CNT上的由铜催化产生的氨气的浓度也会随之改变,导致CNT折射率发生改变,从而使SPR谐振波谷发生移动,进而实现硝酸根浓度测量.实验结果显示该传感器在低浓度区间内的平均灵敏度达到了14.14nm/lg［c/(mol·L^-1)］.这种传感器易于封装,可以应用于远距离测量,将在生物化学参量测量方面有着潜在应用.