山基GPS掩星折射率与探空折射率比较

本文简要阐述了山基GPS掩星数据处理过程,介绍了雾灵山（40.60°N,117.48°E,～2118 m）山基GPS掩星观测实验的基本情况,将雾灵山山基GPS掩星折射率与探空折射率进行了比较.按照山基掩星和无线电探空在空间（经纬度）上相差在2°以内、时间上相差在1.5 h以内的条件,共选出了206个山基掩星折射率廓线样本用于比较分析.山基掩星折射率与探空折射率的个例比较,表明山基掩星折射率廓线合理,且和探空折射率基本一致.统计结果显示,在2100 m以下,山基掩星折射率与探空折射率相对偏差的平均值为-2.0%,标准偏差为7.3%.

红外与微波波段大气折射率比较分析

大气折射率的变化影响红外和雷达波的传输,红外波段和微波波段受大气环境参量的影响不同。本文对大气环境下的光波段和雷达波段传输的折射率做了理论计算和仿真分析,结果表明,近红外与红外波段各种光波长的折射率随环境参量的变化规律基本一致。与雷达波段相比,雷达波段折射率变化对温度变化更敏感,且在标准大气条件下微波波段折射率随高度下降更快。

具有更低折射率比的全向高反膜的设计

对于λ/4膜系,如欲实现宽带全向反射,宜采用高折射率比的镀膜材料,讨论了在低折射率比条件下的全向高反膜。借助Filmstar膜系设计软件对所设计的几种初始膜系进行了优化,并分析了材料折射率和吸收以及膜厚误差对优化结果的影响。在此基础上,采用高斯分布的初始膜系,优化设计了高低折射率分别为2.16和1.44的全向高反膜。它在530nm处对任意入射角都具有98%以上的反射率,并在530nm～560nm波段内对从0°～60°入射的光具有99%以上的反射率。

一种基于迈克尔逊干涉仪的浓度/折射率在线测量系统的研究

浓度是表征溶液性质的重要物理参数之一。本文设计了一种基于旋转比色皿结合迈克尔逊干涉仪的浓度/折射率在线测量系统。将液体加入比色皿并旋转5°,利用CCD采集光强数据和自编的计数程序,可实时测量旋转前后干涉条纹移动数目之差,并由此计算NaCl和葡萄糖溶液的折射率和浓度。对质量百分比浓度为0、10%和20%的NaCl溶液进行了折射率测量和误差分析,发现与相关理论值的相对误差仅为0.61%、0.63%和2.2%。葡萄糖溶液的浓度—折射率关系曲线也呈现出线性良好、可靠性高的特点。总之,基于迈克尔逊干涉仪的浓度/折射率在线测量系统具有测量非接触、结果可靠、高效实用的特点。

一种光波大气折射率剖面模型构建方法

根据经典光波折射率计算公式和ITU-R建议书中水汽密度经验公式,给出了一种新的光波大气折射率计算公式;借鉴Hopfield折射率静力项剖面模型和ITU-R建议书中水汽密度剖面模型,给出了一种基于历史气象探空数据构建光波大气折射率剖面模型的方法。以青岛地区为例,通过对1986—1995年历史气象探空数据的处理并结合参考标准大气,建立了适合当地的光波大气折射率剖面模型;统计剖面模型预测折射率剖面与实测折射率剖面的均方根误差,结果表明:构建的剖面模型具有较好的预测精度,这对光学外测设备的折光修正数据处理具有很好的参考价值。

草状氧化铝微结构渐变折射率的计算及实验研究

针对草状氧化铝的微纳结构对折射率的影响,采用台体计算法与柱体计算法计算氧化铝的体积,使用Clausius-Mossotti方程式与MATLAB软件拟合计算微纳结构的折射率变化,使用TFC软件进行拟合,最终计算出草状氧化铝的渐变折射率,研究其微结构的形貌特征及渐变折射率的分布,计算其可见光减反射性能。采用电子束沉积氧化铝薄膜,通过对沉积温度、水煮工艺等参数的优化,获得了不同结构的草状氧化铝纳米薄膜,制备了可见光波段420~680 nm的减反射薄膜。

折射率湿项对靶场经纬仪测高精度的影响分析

针对部分靶场经纬仪外测数据处理时常忽略折射率湿项对大气折射效应影响的现状,基于2019年环渤海某地区626组气象探空数据,利用射线描迹法计算了考虑折射率湿项和忽略折射率湿项两种情况下大气折射导致的经纬仪测高偏差。通过统计全年内不同仰角、不同高度等情况下折射率湿项对测高精度的影响,结果表明:折射率湿项是构成靶场经纬仪测高残差的一个重要误差源,对于目标高度测量有较高精度要求的试验任务,特别是在低仰角测量的情况,不能忽略折射率湿项的影响。

基于FBG和F-P的温度和折射率双参量传感器

提出了一种由单模布拉格光栅和多模Fabry-Perot腔级联而成的温度和折射率双参量传感器。对多模光纤的末端采用氢氟酸进行腐蚀,在腐蚀后形成的凹陷处填充紫外胶,从而形成Fabry-Perot腔。Fabry-Perot腔和单模光纤布拉格光栅级联后,构成最终的传感结构。Fabry-Perot腔对温度和折射率敏感,而光纤布拉格光栅对温度敏感而对折射率不敏感。利用上述特性,采用灵敏度矩阵法可实现对温度和折射率的同时测量。实验结果表明,传感器的温度和折射率灵敏度分别为-0.4832nm/℃和-508.64pm/RIU。该传感器具有制作工艺简单、结构紧凑、成本低、灵敏度高的优点,有很好的应用前景。

基于等离激元法布里-珀罗腔折射率测量的实验设计

利用自下而上的纳米加工工艺,制备了一种由银纳米线对和金膜构成的等离激元法布里珀罗(F-P)腔。暗场散射光谱和数值模拟表明,金膜表面传输的表面等离激元经银纳米线对的多次反射下,会在腔内形成驻波现象,并在散射光谱中呈现出多光束干涉调制的光谱线型。利用这一原理设计一个折射率测量实验,通过测量不同浓度甘油溶液的折射率,得到了F-P腔共振波长随溶液折射率增大的线性红移规律。进而通过调谐F-P腔的长度,得到该F-P腔最高的探测灵敏度为555 nm/RIU。

用分光计测三棱镜折射率光路图的MATLAB动画演示

建立了三棱镜光路图的数学模型,应用MATLAB绘制光路图,检验了模型的正确性.随着三棱镜的旋转,直观地演示了分光计中光路图和偏向角的变化过程,指出了最小偏向角.

聚苯基甲基硅氧烷分子量-折射率模型研究

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。

冰面放电的纹影图像处理及折射率场重建方法

相比于电流、电压等传统测量方法,利用纹影技术拍摄得到的冰面局部电弧等放电的图像更加直观,其图像处理和折射率场重建是定量分析放电的几何尺寸、密度、粒子分布等物理特性的基础。从放电通道的光偏折特性出发,介绍了利用纹影成像技术测量放电通道的原理;提出了一套覆冰表面放电通道的图像处理和折射率场数值重建方法,通过数值实验验证了算法准确性。实测结果表明,所设计的纹影系统空间分辨率为10~100μm/像素可调、时间分辨率为1~38.45μs可调;提出的折射率场重建方法具有较高精度,能够有效得到冰面局部电弧形成过程中各个放电阶段的折射率场。

基于BP神经网络的对流层折射率预测方法研究

对于卫星导航系统,定位误差受对流层大气折射率影响,提高对流层大气折射率预测的精确性能够降低导航定位误差.对流层大气折射率是研究对流层对电磁波传播影响的主要参数,其预测的精确性对于无线电系统有重要意义.本文提出一种基于反向传播(back propagation,BP)的对流层折射率预测方法,将年、月、日、时刻、地表折射率、海拔高度作为网络模型的输入,输入海拔高度处的折射率作为模型的输出;类似地,通过调整输入和输出参数,还可以利用BP神经网络预测近地面1 km折射率梯度.在此基础上,利用香港地区和太原地区历史探空气象数据对新提出算法进行了计算分析,并与现有文献中的方法作了比较,结果表明:本文提出的方法在计算的精确性方面有一定的优势.

折射率法测定氯化钠溶液的冰点

乳品的质量取决于生乳的质量。根据国际标准ISO 5764:2002(E)/IDF 108:2002(E)Milk-Determination of Freezing Point-Thermistor Cryoscope Method可知,测定乳液冰点可以推测其外来水的含量,因此生乳冰点是乳品质量的重要监控指标之一。

利用光电效应实验仪测量液体折射率、电导率

以简化实验步骤作为出发点,利用光电效应实验仪测量液体折射率、电导率。结合液体不同物理性质之间的关系,测量同种液体不同浓度时光电流的大小。借助Origin软件拟合光电流与液体折射率、电导率的定标曲线方程。将所测的光电流的大小代入即可计算出液体折射率与电导率。

MIM波导结构耦合椭圆八字形谐振腔的折射率传感器

为了进一步提高光学折射率传感器灵敏度,设计了一种金属-介质-金属(MIM)波导结构耦合椭圆八字形谐振腔的折射率传感器。首先,理论分析了该传感结构的原理及关键性能指标;然后,使用有限元分析仿真软件构建了仿真结构,研究其传感性能。仿真结果表明:当a=540 nm、b=340 nm、g=10 nm、l=70 nm时,所设计的传感器的灵敏度可以达到1323 nm/RIU,对应的品质因数可以达到16。

C+L波段低弯曲损耗非耦合三模组渐变折射率光纤设计

光纤是现代通信网络中最为稳定的信号传输媒介,提升光纤模式的数量是满足通信容量日益增加的有效方法.本文设计了低弯曲损耗的非耦合三模组(LP_(01),LP_(11),LP_(21))渐变折射率光纤,运用分层分析法给出了渐变折射率光纤中模组的严格截止条件.此外,利用有限元仿真软件求解光纤模式的有效模场面积和弯曲损耗,得到低弯曲损耗条件下在C+L波段(1530~1625 nm)传输三模组的设计区间.揭示了纤芯中心折射率凹陷和沟槽层共同作用可促进光纤径向高阶模式的截止.模拟结果表明,所设计光纤的模组间有效折射率差大于等于3×10^(-3),弯曲半径为30 mm时的最大弯曲损耗为1.3 d B/km,符合ITU-T推荐的低弯曲损耗条件.而且,在1550 nm波长下,模组内简并模有较小的差分模式群时延(≈176 ps/km),可通过4×4多输入多输出技术补偿简并模之间的串扰.该光纤可适用于C+L波段上实现模组间非耦合的空分复用信号传输.

二维光子晶体中的双波段半狄拉克锥与零折射率材料

设计了一种由椭圆介电柱子组成的正方晶格光子晶体结构.通过调节椭圆柱子的大小和放置角度,在布里渊区中心同时实现两个不同频率的双重偶然简并,并获得两个不同波段的半狄拉克锥.更有趣的是,这两个半狄拉克锥沿椭圆柱子长轴和短轴两个方向表现出的线性和非线性色散关系正好相反,k·p微扰理论也进一步证实了这种奇异的色散关系.数值计算结果表明在两个半狄拉克点频率附近,本文所设计的正方晶格光子晶体在线性色散所在方向上等效为阻抗匹配的双零折射率材料,而在非线性色散所在方向上只能等效为单零折射率材料,即沿椭圆柱子长轴和短轴两个方向的等效零折射率展现出差异性.而两个不同波段的半狄拉克锥所对应的这种等效零折射率的各向异性截然相反,因此可利用“Y”型光子晶体板将两种不同频率的电磁波成功分离.

基于石墨烯超材料的太赫兹五频段折射率传感器

针对目前太赫兹折射率传感器波段单一且灵敏度低的问题,提出一种基于石墨烯超材料的五频段折射率传感器。通过CST电磁仿真软件对传感器结构进行模拟仿真,确定了可以同时提高吸收率和灵敏度的特征尺寸。与传统超材料折射率传感器相比,通过调整石墨烯层的化学势和弛豫时间即可实现石墨烯吸收体的可调谐性。仿真结果表明,该折射率传感器在频率为4.535、6.3681、8.253、10.395和11.321 THz时达到折射率吸收峰值,吸收率分别为92.2%、99.5%、99.9%、90%和99.1%,且5个波段中最高折射率灵敏度为436 GHz/RIU。与其他折射率传感器相比,该折射率传感器波段多且灵敏度高,具有良好的传感性能,可应用于光学检测、医学成像、生物传感等领域。

Tolansky干涉测量平行透明材料折射率方法探究

为提高平行透明材料折射率的测量精度,提出了一种基于Tolansky干涉的折射率测量方法。通过几何光学理论的分析,建立了Tolansky干涉同心圆环的圆心侧移量与折射率之间的关系;构建了一个平行透明材料折射率测量仿真模型,对测量方法进行了虚拟实验研究,考察了方法的可行性;搭建了实验系统完成玻璃薄片折射率的测量,并与其他仪器进行了比较。实验结果表明,在测得材料旋转角度、干涉圆环圆心侧移量和材料厚度后,所得折射率计算值与理论值之间的相对误差仅为0.11%,为折射率高精度测量提供了一种新的可行方案。不确定评定结果显示,这种方法的测量结果受被测材料的厚度影响最大。