基于GRIN-Lens散射式红外浊度仪的设计

根据水质浊度测定标准 ISO 7027-1:2016,结合散射法浊度测量原理,设计一种用于测量环境水体浊度的小型化便携式浊度仪。测量光源采用波长为 880 nm 的红外 LED,设计了恒流源驱动电路提高光源的稳定性。浊度仪以嵌入式 ARM 处理器为核心,基于 GRIN-Lens 自聚焦透镜和 TSL2581光强传感器设计检测模块,并通过 OLED 显示屏实时显示测量数据。设计并通过 3D 打印技术加工了机械装置,实现了包括光源、比色皿、检测器和 GRIN-Lens 等结构一体化的测量系统。实验结果表明,浊度仪在0~400NTU的样品中可精确地对浊度进行测量,线性良好,精密度良好,方法检出限为0.2 NTU。

基于GRIN镜头的小型OCT探头的数值分析(英文)

利用光学软件GLAD的数值仿真技术设计了用于光学相干层析技术成像的基于梯度折射率(GRIN)镜头的小型化探头。首先,简述了梯度折射率镜头的基本特性,讨论了基于梯度折射率镜头的光学探头的设计方法;然后,对由单模光纤、玻璃棒隔片和梯度折射率镜头构成的探头模型进行了仿真。结果显示,利用GLAD的数值仿真技术为小型化探头的设计及其光学性能的验证提供了一种直观而有效的方法。另外,玻璃棒隔片存在一个适当的长度范围,可以改善设计的光学探头的传光性能。在所给仿真条件下,如设定梯度折射率镜头长0.1mm、玻璃棒隔片长度为0.8～1.1mm,则探头的工作距离将超过1.0mm,而聚焦光斑的尺寸<40μm。

低色差GRIN棒透镜的设计原则

对梯度折射率 (GRIN)棒透镜色差的影响因素进行了讨论 ,根据Fantone模型 ,在光学玻璃Nd-V图中直观地表示了离子交换法制备低色差GRIN棒透镜时交换离子对的选择原则和基础玻璃光学性能确定原则。分析表明 ,以具有常用光学性质的玻璃作为基础玻璃 ,可以通过Na+ /Li+ 交换或K+ /Cs+ 交换获得低色差GRIN棒透镜 ,而K+ /Tl+ 交换和Na+ /Ag+ 交换所制作的GRIN棒透镜具有很大的色差。上述原则对低色差GRIN棒透镜的制作具有指导意义。

采用GRIN透镜的微胶囊内窥成像技术

研究了采用新型的GRIN透镜的微胶囊内窥镜成像的工作原理 根据近轴子午光线方程 ,用矩阵分析法分析GRIN透镜成像原理 ,并提出自动调焦、CCD光电转换、图像传送和无线传送电能等的实现方法

GRIN透镜干涉仪光学系统模型和分析

较完整地提出GRIN透镜干涉仪的数学模型,分析了光学系统处于六种不同模态下的特点,讨论了有关结构因素,特别是GRIN透镜长度对干涉仪工作性能的影响,有关分析和相关结论可作为GRIN透镜干涉仪系统设计和测量计算的依据。

球对称GRIN微透镜制备及折射率分布测量

介绍悬浮扩散共聚法制备球对称聚合物GRIN(梯度折射率 )微型透镜的过程 ,对所制样品折射率分布应用剪切干涉法进行了测量 ,测量精度较高 ,为进一步制作理想折射率分布的微球透镜提供了实验依据。结果表明 ,所制透镜已经具有较好的折射率梯度 ,接近抛物线型分布。对扩散过程作了定性分析 ,提出了改善悬浮扩散共聚条件的一些建议。

基于超小GRIN光纤镜头的MEMS光纤声传感器及性能测试方法

研究一种MEMS膜片与超小GRIN光纤镜头相结合的MEMS光纤声传感器,以及基于扫频OCT(Swept Source Optical Coherence Tomography,SS-OCT)解调系统的MEMS光纤声传感器性能测试方法。在进行建模分析的基础上,设计并研究MEMS膜片与超小GRIN光纤镜头相结合的MEMS光纤声传感器的制作工艺,搭建基于SS-OCT的声振测量系统,通过开展单频声信号、混频声信号、频率响应、声压灵敏度和系统稳定性测量实验,进行传感器的性能测试与标定。结果显示,所研究的MEMS光纤声传感器样品的频响范围为50 Hz~4.5 kHz,在频率为300 Hz时传感器声压灵敏度21.63 nm/Pa,信噪比(SNR)为44.1 dB,线性度为98.97%,重复性标准偏差为0.003。结果表明所研究的MEMS光纤声传感器可行,而且利用SS-OCT解调系统可对其传感性能进行有效测量。

GRIN透镜的象差计算与分析

利用三阶光学追迹公式计算了GRIN透镜的初级象差,分析讨论了计算结果,为GRIN透镜的应用和设计提供了理论依据。

锥形GRIN透镜的光束宽度和变周期节点

本文由波动方程出发,求得了锥形GRIN(梯度折射率)透镜的光束宽度关系式,并由此确定这种透镜的变周期节点。用几何光学轨迹法也能得到同样的结果。

全息校正GRIN透镜像差

梯度折射率(GRIN)透镜的像差会导致像面弥散斑增大从而降低透镜的聚焦性能。基于激光全息成像理论,利用全息技术来校正GRIN透镜的像差,从而改善其聚焦性能。通过对GRIN透镜全息校正系统的仿真,计算了全息记录时通过GRIN透镜的物光波在全息图上的相位分布,得到其波像差为0.34λ;分析了全息再现时全息干版的轴向位移对像面弥散斑成像质量的影响,提出一种通过引入轴上点像差平衡轴外点像差的方法并进一步提高了聚焦性能。结果表明:应用该方法在1.5°视场内,弥散斑均方根半径值由14.1μm减小到7.2μm。在3°全视场内,弥散斑均方根半径值均在衍射极限范围内,能够满足GRIN透镜在重叠复眼成像系统中的聚焦要求。

GRIN透镜数值孔径测量

报导了以测量角透过光强方法为基础的ＧＲＩＮ透镜数值孔径测试仪的工作原理、特点和测量结果，其测量不确定度Ｕ（２σ）达到０．８％。

GRIN透镜在细径内窥镜中的应用

介绍在细经内窥镜中GRIN透镜的应用原理及其设计方法。

GRIN光纤传输特性及其在透镜光纤耦合系统中的应用研究

论述了GRIN光纤传输特性与自聚焦原理,分析了LD与光纤的耦合特性,介绍了微透镜光纤的结构、高效耦合原理与加工工艺以及技术指标。提出采用GRIN与普通光纤级联,进一步提高耦合效率和失调容差的新思路。

采用GRIN透镜的数字式光纤加速度计系统设计

为使测量加速度计的传感器小型化,且不受电磁干扰,根据GRIN透镜在1/4波节处具有入射光线与出射光线成中心对称的特性[1],首次提出并研制了采用GRIN透镜制成的微型光纤加速度计。闭环负反馈电路设计技术被应用于该加速度计中,使之成为一个具有调宽脉冲再平衡性能的新颖加速度测量系统。对该系统进行的数字仿真和精度定量分析表明:该光纤加速度计具有测量线性范围宽、精度高的特点,可广泛应用于惯性测控系统中。

替代旋转非球面的GRIN透镜的理论分析

本文通过对轴向球面GRIN透镜的分析,导出了光线在透镜内部传输的一般方程利用等光程方法导出了轴向GRIN透镜与旋转非球面匀质透镜之间的等效条件。

GRIN聚合物微球用作平行光束至光纤的耦合器的耦合性能研究

梯度折射率微球透镜是一类具有极简单几何形状的新型光学器件,主要依靠介质内特殊的非均匀折射率分布实现其各种光学功能。本文对用各种不同参数的GRIN微球透镜以及均匀球的耦合性能进行了系统的理论分析,证明用GRIN微球透镜耦合性能比均匀球更优越。

采用GRIN透镜的数字式光纤加速度计系统设计

为使测量加速度计的传感器小型化、不受电磁干扰 ,根据GRIN透镜在 1 / 4波节处具有入射光线与出射光线成中心对称的特性[1 ] ,首次提出并研制了采用GRIN透镜的微型光纤加速度计。闭环负反馈电路设计技术被应用于该加速度计中 ,使之成为一个具有调宽脉冲再平衡性能的新颖加速度测量系统。通过对该系统进行数字仿真和精度定量分析 ,结果表明 ,该光纤加速度计具有测量线性范围宽、精度高的特点 。

锥形GRIN透镜的付里叶变换

对ＧＲＩＮ（梯度折射率）透镜的付里叶变换和传递函数进行了讨论。当调制传递函数Ｍ．Ｔ．Ｆ＝０．５时，ＧＲＩＮ透镜的空间分辨率达４５对线／毫米。

一种新型GRIN透镜光纤加速度计的研究

研究了一种新颖的光纤加速度计,阐述了三光纤GRIN透镜加速度敏感元件的工作原理及其结构设计.该传感器包括三根光纤、一个GRIN透镜和一个质量块.根据光功率耦合原理,对透镜倾斜时的误差进行了定量分析.该加速度计具有结构新颖、体积小和灵敏度高等优点,是一种具有多用途的加速度传感器.

GRIN球透镜的光学轨迹

研究了二次抛物线型的GRIN球透镜的光线轨迹方程式;得出其轨迹为椭圆曲线及一些重要结论.