采用三稳频激光源实现绝对长度测量

合成波长法利用多个波长构建数值足够大的合成波长,从而可实现绝对测量.然而实际应用中要找到波长值合适且波长稳定性足够高的多个波长难度很大.本文研究了一种长度绝对测量光路,采用三个高精度稳频波长构建合成波长链,建立合成波长链测量公式及其级间过渡条件,搭建相移干涉光路测量各单一波长的干涉级次小数值,最后实现绝对长度的高精度测量.对零膨胀微晶玻璃样品进行了长度测量实验,实验结果及误差分析表明长度测量不确定度约为3 nm.所提方法对样品的初测精度要求较低,而测量范围仅受干涉光路的长度限制.      

菲涅尔双棱镜参数的综合测定

通过综合"菲涅尔双棱镜测量钠黄光波长"、"分光计"、"等厚干涉"等实验中的几何光学和干涉光学的方法实现了对菲涅尔双棱镜折射率n,楔角α的测量,并提出了一种非接触测量厚度的方法,即用统计方法间接测量了双棱镜的厚度h.另外此种方法指出了"菲涅尔双棱镜测量钠黄光波长"实验虚光源与狭缝位置的不同,对实验系统误差的修正有一定参考意义.     

掠入射法测定液体折射率实验中的光路分析

讨论了掠入射法测量液体折射率实验中的光路，给出了实验测量半荫视场的最佳角度和辐照光源的分布要求．     

利用平行分束偏光镜干涉装置测定晶体折射率

利用平行分束偏光镜、1／2波片、起偏器、检偏器的恰当组合,给出了一套偏振光干涉实验装置。经过分析,该装置不仅能完成偏振光的干涉实验,而且可以测定晶体的折射率或折射率分布情况,通过测量干涉光强,当在单光路中置入折射率均匀晶体时,可以计算出相应的折射率;如果在两个光路中置入同一非均匀折射率晶体,则可以测定该晶体的折射率分布情况,分析了可能的误差来源,并提出了装置的优化设计方案,指出了实验系统的优缺点。     

掠入射法测定液体折射率实验中的光路分析

讨论了掠入射法测量液体折射率实验中的光路，给出了实验测量半荫视场的最佳角度和光源的分布要求。     

基于激光自混合干涉法的微振动测量

激光自混合干涉法由于其测量精度高、光路简单、准直性好等优点,十分适合于微小振动的测量.然而在测量微振动时,由于被测目标振幅微小且大多情况下其表面反射系数很低,造成测量信号的幅值较小以及光反馈导致的信号波形倾斜不明显,给测量信号解调带来了很大难度.在自混合干涉光路中添加一个预反馈镜,构成带预反馈的干涉光路系统,可将测量信号增强2~4倍.同时,推导"基频-极值点判定算法"的频率幅值解调公式,建立了模型算法,实现自混合干涉信号的解调.理论分析和实验表明,频率测量的误差小于2.5%,振幅测量的误差小于5%.      

容器内液体折射率的低相干光干涉测量法

提出了一种测量容器内液体折射率的低相干光干涉方法。实验采用宽带低相干半导体激光光源和改进的迈克尔逊干涉仪,将装有待测液体的容器放入测量臂光路中,当来自容器前后壁的反射光的光程分别与来自参考臂的反射光的光程相等时,会出现干涉现象。利用单个光电探测器得到此干涉交变信号,经计算可求出容器前后壁之间的光程差,进而得到待测液体的折射率。实验结果表明,光学延迟套件上反射镜的平移精度可控制在5μm之内,移动步长为1μm,折射率的测量精度可达10-4量级。此法可用于生物医学检验、食品检验等领域内液体浓度或折射率的实时非接触监测。     

共路移相剪切干涉测量仪的研制

介绍一种用于非球面面形测量的剪切干涉仪．仪器采用新型剪切发生器,可实现完全共光路和分步相移干涉,其结构简单,有较好的抗干扰性、稳定性和可靠性．实验结果表明,仪器重复性达到λ／５０．     

共路移相剪切干涉测量仪的研制

介绍一种用于非球面面形测量的剪切干涉仪。仪器采用新型剪切发生器,可实现完全共光路和分步相移干涉,其结构简单,有较好的抗干扰性、稳定性和可靠性,实验结果表明、仪器重复性达到λ／５０。     

余弦拟合消除相移误差在显微数字全息术中的应用

分析了在常用的四步相移中相移误差对相位重构造成的误差,给出了相移误差与相位重构误差的关系式,提出了通过干涉条纹的拟合来计算相移误差的方法,并将该方法应用于数字显微全息术测量细胞相位的实验中,得到了比较理想的细胞三维形貌.与不进行修正的结果相比较,发现相移误差造成的周期性相位重构误差,在使用后被明显地减少了,表明此方法是有效的.考虑到大多数全息图的干涉条纹比较容易识别,而且比较规则,因此该方法有比较好的通用性.     

基于Pt100的高精度测温电路

多通道双折射滤光器是太阳磁场观测的重要仪器,旨为提高太阳单色观测能力.本滤光器中双折射晶体的折射率对温度变化敏感,因此需对环境进行恒温控制.温度测量是恒温控制的前提.本文设计并完成一个基于Pt100的高精度温度测量系统,给出了高精度测温原理,温度采集系统电路及温度校准测量方案.利用RR9710,TD—1等高精度测温仪对精度进行间接标定.测试结果表明:本温度测量系统性能稳定,小型高效,测量精度可达到0.02℃.     

计量液体折射率和密度的Talbot云纹法

根据光栅自成像的 Ｔａｌｂｏｔ效应．提出一套计量液体折射率、密度和温度的光学新方法及相应的无透镜成像系统——Ｔａｌｂｏｔ云纹仪。给出了其基本原理、技术和若干云纹图案，说明本法易于获得高质量的云纹图案，更为简便、经济、实用．有广阔的应用前景。     

基于乙醇填充的光子晶体光纤温度传感器

提出一种具有独立探头的反射式高双折射光子晶体光纤环镜结构,此结构利用乙醇的热光效应对光子晶体光纤双折射线性调制,双折射的改变引起Sagnac干涉系统光程差的变化,并导致光谱强度在某一温度区间随温度线性变化,实现了温度的高灵敏度测量.此结构克服了传统的环内结构易受外界扰动的缺点,并且使其在实际应用中搭建分布式传感系统成为可能.实验验证了乙醇的折射率随温度的线性变化规律,灵敏度为4.45e-4/℃;验证了填充乙醇后光子晶体光纤双折射与温度的变化规律,灵敏度为0.015 625/℃;验证了在20~40℃之间,输出光强随温度的变化规律,灵敏度为0.003 1 m W/℃.利用琼斯矩阵理论论证了干涉光谱的形成机理,得到干涉谱方程.     

介质折射率的光线光学方法

利用光线光学（费马）原理和光线族方程, 推导出平面直角坐标系下的光线方程和折射率方程, 并给出极坐标下折射率方程的表达式. 通过求解平面直角坐标下柱形透镜的辐射型折射率和极坐标下介质的辐射型折射率, 并应用折射率方程, 得出与实际结果相符的结论.      

基于棱镜耦合的双循环法测量液体复折射率

提出一种棱镜耦合布儒斯特角双循环算法,实现了液体复折射率的精确测量.使用p线偏振光入射到等腰棱镜底面与待测液体样品的分界面上,逐步旋转棱镜,得到样品总光强反射率随入射角变化关系的实验曲线;基于菲涅尔公式及布儒斯特定律,分析了棱镜测量液体复折射率的基本原理,采取双循环拟合算法,求得样品折射率及消光系数;搭建了相应的实验系统,测量了印度墨水、脂肪乳溶液和二碘甲烷匹配液等样品的复折射率,也得到了印度墨水和脂肪乳溶液的折射率、消光系数随浓度变化的实验曲线.实验表明:测量液体折射率及消光系数的精度分别约为0.000 2和0.000 1,有较高的测量准确度及稳定性,测量液体折射率范围不受棱镜折射率限制.     

动态热湿气候风洞实验台研制

研制风速、温度、湿度、热辐射参数小时间步长（分钟）周期性控制的模拟实验环境,是实现建筑围护结构热工性能的重复性实验,研究多孔建筑材料在自然气候要素下被动蒸发降温问题的重要手段。热湿气候动态风洞实验台在具有可调低速风外,还通过设置红外灯、加热与制冷、加湿与除湿装置,初步实现了对室外自然气候要素太阳辐射、风速及温、湿度环境的模拟控制。热湿气候风洞环境测控系统以计算机为核心,通过数据采集卡完成数据采集、反馈和控制指令输出,实现了风洞中环境参数的实时检测、数值显示和数据保存等。经专业机构校正,风洞内四参数辐射照度、风速、温度和湿度控制精度分别为±10 W/m2, ±0.2 m/s, ±0.5 ℃和±5 %。     

湿地降温增湿效应的数值模拟研究

采用数值模拟方法研究湿地对周边区域空气的降温增湿效应，建立了空气、水气的流动与扩散混合模型，描述给定空间的传热传质过程．控制方程包括连续方程、动量方程、能量方程和水气守恒方程．对每一相各自的流动，采用κ-ε双方程模型；对于两相的湍流流动，采用混合湍流模型．用FLUENT软件进行数值计算，得出给定区域的空气温度、相对湿度的空间分布．对实测案例进行了数值模拟，计算值与测定值符合良好，表明所建立的模型和计算方法可以很好地描述湿地对周边区域空气温度和湿度的影响．由等温线可以看到，低温空气的扩散在近湿地处，影响最大的区域距地面一定高度．冷空气从湿地边沿向远处及上下扩散，在温度最低区略有上升，到一定远处又下降至地面．对于相对湿度，在靠近湿地区域水气对地面附近的影响比气温影响明显，而远处水气对地面附近的影响不及气温影响大．     

基板温度对电子束沉积LaF3薄膜紫外性能的影响

采用电子束沉积的方法,在紫外熔凝石英基片上制备了LaF<,3>单层膜.研究了基板温度对LaF<,3>薄膜紫外光学性能的影响,基板温度从200℃上升到300℃,间隔为50℃.采用分光光度计测量了样品的透射率光谱曲线,并在此基础上进行了光学常数的计算.分析结果表明:在本实验条件下,薄膜的折射率随温度的升高而增大;消光系数随...     

涂层圆柱光波导传光特性的研究

研究了一种双包层阶跃型光纤，涂层作为内包层，其折射率大于纤芯及外包层的折射率。严格地推导了柱坐标下的特征方程。并在两种极限情况下，推广到平板光波导和传统的阶跃型光纤。详细计算了ＴＭ和ＴＥ波的场分布及功率分布，做出了相应的曲线，表明了涂层厚度和工作波长对场及功率分布的影响。     

舒适性方程的简化计算

为简化舒适性方程的计算过程,提出室内空气综合温度的概念,在线性化服装热阻的基础上,绘制了室温及平均辐射温度与室内综合温度的关系图.依据室内空气综合温度与PMV的单值性对应关系,绘制了室内空气综合温度与PPD的关系图.当相对湿度为50％、风速为0.2 m/s时,测得围护结构表面辐射温度及室内空气温度,即可快速确定室内舒适...