Sensitivity Dependence of Surface Plasmon Resonance Based Sensors on Prism Refractive Index

We theoretically and experimentally demonstrate that refractive index of the prism used to load metal film has significant influence on sensitivity of surface plasmon resonance based sensors. The prism with lower refractive index gives the sensors a higher sensitivity in detecting refractive index variations of a sample. We attribute this effect to the fact that a prism with low refractive index will increase coupling distance between surface plasmons and the medium under investigation.

ALOS卫星PRISM影像严格几何模型的构建与验证

根据ALOS卫星全色遥感立体测绘仪(PRISM)传感器的成像原理,利用卫星影像的辅助数据文件构建无需地面点的严格几何模型。试验发现,直接利用星上提供的轨道姿态数据和严格几何模型进行无控制定位精度较差,经分析发现ALOS卫星辅助数据文件中提供的CCD侧视角可能存在固定的系统误差,经校正后能使定位精度得到显著提高,达到ALOS卫星标称的几何定位精度。不同景影像定位精度的差异可能的原因是CCD侧视角的细微变化。

测绘相机立方镜与星敏立方镜转换矩阵的标定

传输型立体测绘卫星利用测绘相机进行摄影测量时,需要确定测绘相机在惯性坐标系中的姿态。确定姿态时,首先由星敏感器测量得到星敏测量坐标系在惯性坐标系中的姿态,然后通过星敏测量坐标系与星敏立方镜的转换矩阵、星敏立方镜与测绘相机立方镜的转换矩阵,得到测绘相机测量坐标系在惯性坐标系中的姿态。文中介绍了各坐标系的定义,根据星敏立方镜与测绘相机立方镜坐标系的关系,利用4台经纬仪测量系统分别建立星敏立方镜和测绘相机立方镜的坐标系以及2坐标系间的转换矩阵,介绍了2个立方镜坐标系的标定方法,多次测量结果表明,最大标定误差为1.011 6",优于2"(1σ),满足立体测绘精度的要求。

光电式生物量浓度在线检测传感器研究

研究表明,生物量浓度的变化会引起溶液的折射率变化,从而导致反射光能量的变化。从菲涅耳公式和折射定律可知,入射角与折射角的数值决定了反射率的大小,反射光能量与界面两边的介质的折射率有关,该文正是从这一物理现象和理论出发,将反射能量的大小与具有实用意义的生物量浓度测量联系起来,建立了一种新的生物量浓度测量方法。文章论述了传感器的组成电路、设计原理、入射角的选择方法。并通过实验研究深入地讨论了在入射角小于和大于临界角两种情况下,对生物量浓度测量的影响、实验结果及理论分析表明:这种方法用于测量微生物液体浓度是可行的,具有生物量浓度在线测量准确、灵敏高、使用寿命长等优点。

太阳敏感器测量坐标系与立方镜坐标系转换矩阵的标定

提出一种太阳敏感器测量坐标系与立方镜坐标系转换矩阵的标定方法。该方法首先利用太阳模拟器和两轴转台对太阳敏感器测量坐标系与转台坐标系进行标定;然后,利用光阑接受屏和CCD图像瞄准定位系统,对立方镜坐标系和转台坐标系进行标定;最后,以转台坐标系作为中间坐标系计算出所述两坐标系的转换矩阵,从而将太阳敏感器测量的太阳视线方向间接转换到立方镜坐标系。实验结果表明,两坐标系转换矩阵的标定精度优于4″(1σ),满足太阳敏感器测量精度要求。该方法不需要精准的加工和安装工艺,同时对两坐标系转换矩阵的标定也不需要太阳敏感器测量坐标系与转台坐标系保持一致,易于实现,具有实用价值。

表面等离子体共振(SPR)薄膜传感器的研究

利用自制的棱镜型表面等离子共振(SPR)传感器,在固定入射光波长632.8nm激光入射下,被测样品为空气,研究了金属薄膜分别为Al膜、Ag膜及Au膜时的反射光功率与入射角之间的关系,讨论了Al薄膜厚度对表面等离子共振灵敏度的影响。

CO_2短路过渡焊接熔池图像传感器

针对CO2短路过渡焊接熔池图像实时检测的要求,研制了一种基于普通工业CCD摄像机的专用传感器。介绍了该传感器紧凑的机械结构和独特的光学设计,设计了可消除CCD摄像机固定工作时序与CO2短路过渡发生的随机性之间的矛盾的实时检测熔池图像的控制时序,给出了相应的图像检测系统的工作原理。试验表明,采用该图像传感器可以围绕焊枪轴线从不同角度快速、准确地获得清晰的熔池图像。

Dm-99数字折光仪

简要介绍Dm -99数字折光仪的工作原理、仪器组成、主要部件设计和它的特点。

光学内反射型精密角度传感器

本文基于光从光密介质传到光疏介质时，在临界角附近随光的入射角的微小变化，光的反射率发生急剧变化的原理，设计了利用临界角棱镜组成的多次反射型临界角角度传感器。通过光学式差动检测方法，减小了反射光所固有的随入射角的变化，其反射率变化曲线的非线性，进而通过检测光的反射率，可高精度地检测角度变化量。该传感器体积小结构简单，可通过调整初始入射角、反射次数及反射光的性质控制其精度和测量范围，可设计适于多种精度要求的微小角度的精密测量仪器。

LiNbO_3棱镜耦合双金属薄膜表面等离子共振传感器

高折射率铌酸锂(LiNbO_3)(2.202)为棱镜耦合激发的角度调制型表面等离子共振传感器,利用反射率公式优化单层银膜、金膜和双层银/金膜传感器薄膜的厚度,分别计算了优化厚度的传感器在检测样品折射率为1.330时的共振角、灵敏度、峰值半宽度(FWHM)和品质因数(FOM),理论计算表明:双层金属薄膜,随着金膜厚度的增加,传感器灵敏度增加,但峰值半宽度增加,品质因数下降。综合考虑,选择银/金(41/5)优化组合,传感器品质因数为优化的单层金膜(47 nm)传感器品质因数的2倍以上,另外,与常用的BK7玻璃棱镜耦合相比,LiNbO_3棱镜耦合具有较大的样品动态检测范围。优化厚度的传感器实验检测糖水浓度表明:糖水浓度与共振角为线性比例关系。

温度对表面等离子体振荡传感器的作用

本文采用棱镜型角度检测的方法,对表面等离子体振荡传感器进行精密检测。首先从理论上分析了温度对棱镜型表面等离子体传感器的作用机理,并根据机理进行了实验系统的设计。基于所设计的棱镜型角度检测SPR装置,研究了温度对表面等离子体振荡(SPR)共振角度的影响。实验给出了表面等离子体共振角度随被测液体温度的升高而下降的数值结果,斜率为-7.843×10-3/℃,并证明了温差控制对光传感技术中表面等离子体振荡(SPR)技术的实用化的重要性。

五角棱镜在大口径望远镜检测中的应用

提出了一种用子孔径拼接法检测大口径望远镜的方案,分析了五角棱镜由于机械运动引起的在三维方向有微小偏角时使光束转向改变波前的复杂情况;计算机模拟试验证明了由于机械运动引起的波前改变量是可分离的,有利于五角棱镜在大口径望远镜中发挥最佳效能。

多路干涉光纤维温压传感器的设计与分析

使用一个带步进延迟线的沃拉斯顿棱镜的电扫描仪和一个 CCD阵列作为一个译码单元 ,设计了一个译码干涉系统与带非零组差的温度补偿压力传感器 ,并对温度补偿法以及串

SPR传感器的应用及其发展

表面等离子共振(SPR)传感器是一项新兴的生物化学检测技术,具有灵敏度高、检测方便快捷、可实现在线检测等许多优点,可广泛应用于材料科学、环境保护、食品工业等直接关系人类生存发展的诸多领域。首先介绍了SPR传感器的发展历史及其工作原理,然后综述了SPR传感器的结构和分类,具体包括棱镜耦合式SPR传感器、集成光波导耦合式SPR传感器、光纤SPR传感器和光栅耦合式SPR传感器的结构,着重描述了SPR传感器的最新发展趋势,重点介绍了分布式SPR传感器、光纤SERS传感器的发展状况。

基于塑料光纤和棱镜结构的光纤式转速传感器

介绍了一种基于塑料光纤和棱镜结构的光纤式转速传感器,以提高机车轴端速度传感器的绝缘耐压等级和抗电磁干扰能力。传感器使用塑料光纤,以提高耐振动性能,并降低成本;在每个通道中使用2片直角棱镜以减小传感器体积;在一个模块中集成多组光纤,通过控制光缝的位置误差来控制通道之间的相位差,以简化制造工艺。试验结果表明,该传感器的测量性能满足要求,耐压等级被提高到10 000 V以上。

采用偏振分光棱镜的光桥式补偿技术

介绍了一种使用偏振分光棱镜的新型光桥式补偿技术，并对因棱镜消光比变化导致的误差进行了研究。基于该补偿结构的光纤压力传感器已实际应用于石化部门油罐储量计量，其现场运行的长期稳定性优于０．２％。

基于四棱镜结构的分布式SPR传感器研究

设计了一种新型的基于四棱镜结构的分布式表面等离子体共振(SPR)传感器,用数值模拟法讨论了金属膜种类、调制层厚度和折射率、棱镜结构参数对其性能的影响,得到了有用的结论。最后,提出了SPR分布式传感器的评价因子,为今后的分布式SPR传感器设计、制作和性能评价提供了有益的参考。

采用偏振分光棱镜的光桥式补偿技术

介绍了一种使用偏振分光棱镜的新型光桥式补偿技术。研究了棱镜消光比变化引起的误差。使用该补偿结构的光纤压力传感器已实际应用于石油化工部门油罐储量计量，其现场运行长期稳定性优于０．２％。

一种基于哈特曼传感器的角锥棱镜检测方法

在使用角锥棱镜前对其进行检测,选取误差较小的棱镜是一项关系到整个测量工作结果的重要任务。因此,提出一种用哈特曼波前传感器全面检测角锥棱镜角度误差和面形误差的技术方案,从理论上分析了哈特曼法的测量原理,深入研究了光经过角锥棱镜后的波面重建,给出了波面特征与角锥棱镜误差参量之间的关系。在试验中验证了这种方法的正确性和可行性。

基于双直角棱镜的光纤光度传感器

设计了一个结构紧凑、灵敏度可调的双直角棱镜反射室,并结合光纤传感技术用于溶液光度分析,通过测量吸光度确定水中痕量物质的浓度和消光系数。带尾纤的自聚焦准直透镜发射的检测光束在反射室内往返4次,最后由接收光纤接收。论述了光度传感器的检测原理及棱镜反射室的设计方法,分析给出了棱镜室中光束的传输特性方程,以及单波长法测浓度和消光系数的测量方程,并通过实验进行了研究。结果表明,通过改变两棱镜底面间距,可调节光程,进而改变传感器灵敏度;该光度传感器的灵敏度为普通单程吸收池灵敏度的4倍,更加适合痕量物质的检测。