基于模间干涉的反射型全光纤液体折射率传感器

基于模间干涉原理设计并实验制作了一种反射型全光纤液体折射率传感器,该传感器是由一段无芯光纤熔接在两个单模光纤之间制作而成。其工作原理是由单模光纤和无芯光纤耦合点处激发出高阶模式,经过末端单模光纤端面的反射,在无芯光纤和单模光纤界面发生二次耦合,从而形成模间干涉。数据处理后可得,在氯化钠、甘油和蔗糖溶液中传感器有不同的折射率灵敏度,每种溶液分别为-104.14345dB/RIU、-153.91078dB/RIU和-95.40521dB/RIU。温度灵敏度为35.27pm/℃,温度在强度上的改变对折射率的测量影响非常小,相对于该波峰波长漂移量可以忽略不计,温度的串扰较小。所提出的传感器具有结构简单、机械性能优良和灵敏度高等优点,在液体折射率的监测领域具有一定的应用潜力。

基于改进的迈克尔逊干涉仪的液体折射率测量方法研究

液体折射率是重要光学参数之一,液体折射率参数测量在食品生产鉴定、光学加工等领域都具有重要意义。本文基于便携式迈克尔逊干涉仪,在光学减震台上加装旋转微调载物台,综合考虑旋转后容器器壁、待测液体、空气中光程差的改变量,得到液体折射率的计算公式,与阿贝折射仪测量液体折射率的值进行比较,实验测得水、不同浓度的葡萄糖溶液以及不同浓度的氯化钠溶液,平均相对误差分别为1.1%、3.3%、2.0%,实验过程中测量的最大误差为5.9%,为液体折射率测量提供了一种可行方法,实现液体折射率的测量。本文也可作为迈克尔逊干涉仪的拓展实验,对本科生的创新能力培养有重要意义。

封闭玻璃管道内液体折射率的非接触测量

为了实时、原位和非接触测量工业生产过程中封闭管道系统内透明、半透明液体折射率,提出了一种简单的基于玻璃管壁光学特性的液体折射率测量方法。该方法通过涂覆在玻璃管壁外表面上的透射散射层,将入射激光束转换为进入玻璃管壁的大角度分布的透射散射光;透射散射光到达玻璃管壁与液体的界面上后,符合全反射条件的散射光反射到透射散射层上,自动形成与玻璃管内液体折射率值相关的椭圆形暗斑图像。根据椭圆形暗斑长轴长度与液体折射率之间的解析关系,即可实现玻璃管内液体折射率的原位、非接触测量。对几种常见的透明、半透明液体的折射率进行了实验测量,结果表明:该测量方法的准确性与目前商用数字阿贝折射仪相当(±2×10-4 RIU)。该测量方法具有成本低、稳定性好、抗干扰且光源稳定等优点,而且在处理与液体折射率相关的光学图像时无需调试,光照即显,有望用于封闭管道在非常温、非常压状态下液体折射率的实时、自动和非接触在线监测。

利用CCD测量液体折射率

提出一种利用CCD测量液体折射率的简单方法。当一束激光斜入射到一个充满液体的长方形样品池时 ,透射光线将产生一定量的偏移 ,利用CCD自动测量这一偏移量 ,就可以很快地计算出该液体的折射率。采用He -Ne激光测量了纯水、乙醇和丙酮的折射率。

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．

牛顿环装置的改进并测量液体折射率及现象讨论

根据牛顿环干涉法测量液体折射率时存在的视场模糊不清的实验现象,改进牛顿环装置,获得更加清晰易于观察的干涉条纹,并确保在同一薄膜厚度下测量液体折射率,提高测量折射率的精确度。结合真实可靠的实验图片,对现象分析讨论,进一步说明牛顿环装置改进的合理性。

用掠入射法测量液体折射率和浓度

根据光的折射定律 ,提出了用掠入射法简捷、精确地测量液体折射率的方法。利用分光计和简单器件 ,通过一次测量精确地求得液体折射率 ,并由折射率进一步求得液体浓度。该方法简捷、准确度高 ,可用于生产在线检测 ,在实际生产中有应用价值。

飞秒直写长周期光纤光栅及其液体折射率特性研究

利用800nm飞秒激光在未经载氢处理的HI1060光纤中制作了长周期光纤光栅(LPFG)。采用逐线刻写方式实现了谐振波长为1 548.4nm的LPFG,谐振强度为12dB,栅区长度小于4mm。使用不同折射率的氯化钠溶液、蔗糖溶液和酒精溶液分别对LPFG的折射率特性进行了测试和研究。实验中随着三种溶液折射率增加,LPFG的谐振波长发生红移,该LPFG在氯化钠溶液、蔗糖溶液和酒精溶液中的折射率灵敏度分别为175.34、175.31和331.89nm/RIU。实验结果表明,这种基于飞秒激光制作的LPFG对液体折射率变化有较高的灵敏度,可用于液体折射率传感测试。

牛顿环干涉法测量液体折射率的实验研究

利用牛顿环干涉法测量了水、乙醇和不同浓度的葡萄糖溶液的折射率,其实验结果与理论值符合的较好。实验过程中发现选用更大曲率半径的牛顿环能够有效降低干涉条纹的计数难度。

用牛顿环干涉测量液体折射率

本文讨论了利用牛顿环干涉测量液体折射率的方法,对乙醇和蒸馏水进行了折射率的测量,其测量结果与理论值符合很好。并对测量中易产生的误差原因进行了分析。

测量液体折射率的几种光学方法的实验研究

利用迈克尔逊干涉仪、牛顿环、劈尖、分光计等仪器方便、准确的测量出液体的折射率。同时,分析比较了各方法的优缺点。

牛顿环干涉法测定液体折射率装置的设计

文章讨论的是用牛顿环干涉法测定液体折射率装置的设计,属于普通物理实验装置。改装后的牛顿环装置便于测量液体的折射率,实验操作方便,实验现象清晰可见,为学生更好的理解干涉现象的应用提供实验指导。

用分光计测液体折射率

主要介绍了利用分光计,采用最小偏向法测液体折射率。在测量中使用空心棱镜时是否会对测量产生影响,通过实验证明此方法的可行性。

SPR棱镜传感器测量液体折射率的原理

推导了消失波函数的表达式,介绍了衰减全反射现象及SPR传感器测量液体折射率的原理,并利用SPR传感器测量了牛奶样品的反射系数及折射率与脂肪等主要成分含量的关系曲线.

用液芯柱透镜测量液体折射率

制作了一种液芯变焦柱透镜并将其用于精确测量液体的折射率.在空心的柱透镜内注入待测折射率的液体,通过测量液芯透镜的焦距,根据焦距和折射率之间的关系,计算出液芯介质的折射率.此方法有效地提高了折射率测量的灵敏度,减小了测量系统的景深.选取×20倍显微物镜可实现液体折射率1.3～1.642范围内的精确测量,单次测量误差小于0.000 2.

干涉法测量透明液体折射率随温度的变化关系

文章提出了一种利用迈克尔逊干涉仪研究透明液体折射率受温度影响变化的实验方法。利用这种方法得到透明液体水从18℃-50℃的折射率变化曲线。该方法具有操作简单,测量精度高,测试温度范围宽等特点,并可用于多种透明液体折射率的研究,尤其是通过干涉环的吞吐可以形象地反映折射率随温度变化的动态过程。

干涉对比法测液体折射率的一种简易方法

在牛顿环干涉实验中,若在平凸透镜的凸面与平玻璃板间加入少许液体,可将液体膜局域等效于液体劈尖,则液体膜可看成是沿平凸透镜的凸面与平玻璃板接触点向外的径向线性增加的液体劈尖,利用液体劈尖的等厚干涉理论可推导出平凸透镜的曲率半径与光波波长间的关系式,进而得到液体折射率与空气膜及液体膜产生的干涉圆环直径间的关系式。利用此关系式可知,只要不改变实验装置,在未知凸透镜曲率半径和光波波长的情况下,分别测出在同一牛顿环装置下液体膜和空气膜的任意相邻干涉圆环的直径,即可方便地测出液体的折射率。

掠入射法测量液体折射率实验现象分析

掠入射法是基于全反射定律,采用几何光学原理来测量液体折射率的一种方法。文中对掠入射法测量透明液体折射率实验中出现的干涉条纹进行了定量分析,认为在分光计望远镜中观察到的干涉条纹是光线进入辅助透镜和直角棱镜间被测薄液膜干涉形成的,通过定义干涉条纹疏密度,对于薄膜引起的光程差与干涉明纹(或暗纹)间距两者间的关系进行讨论,其讨论的结果与实验结果一致。

增加平面玻璃板的反射率测量不同浓度NaCl液体折射率

利用牛顿环干涉法分别测量了空气,水和不同溶度NaCl溶液的折射率。实验发现牛顿环中先后有空气薄膜和水薄膜时,干涉条纹变得模糊,尤其较大级次的条纹很难分辨,经研究发现增大牛顿环下表面玻璃板的反射率可提高条纹的清晰度,实验中在清晰度良好条件下用牛顿环干涉法测量了不同浓度NaCl溶液折射率,其实验结果与理论值符合的较好,其结果很大程度上扩充和丰富了大学物理和大学物理实验中的内容。

基于等厚干涉原理的液体折射率测定装置

设计了由一块等腰梯形玻璃棱镜和一块平玻璃板组成的"积木式"劈形膜构件,借助于常规的读数显微镜和单色平行光源,就可以方便地利用等厚干涉原理测量透明液体的折射率.结果表明这种测量装置物理思路清晰、操作简便、重复性好、测量精度高,适合在高校的光学实验室推广.