棱镜反射光技术与工程应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1研究的内容、目的和意义 1

1.2棱镜反射光在测量溶液浓度中的应用 2

1.2.1测量溶液浓度的现状 2

1.2.2基于表面等离子体共振技术测量溶液浓度的发展概况 3

1.2.3电介质薄膜增强古斯—汉欣位移的研究现状和发展趋势 6

1.3双棱镜结构中受阻全内反射技术的研究进展 7

第2章 自聚焦透镜在棱镜型光学传感器中的应用研究 9

2.1自聚焦透镜的基本概念与基本理论 9

2.1.1自聚焦透镜的物理基础 9

2.1.2自聚焦透镜的工作原理 11

2.2自聚焦透镜准直系统的装配误差及其引起的附加耦合损耗分析 12

2.2.1自聚焦透镜的长度与焦距 12

2.2.2自聚焦透镜准直系统的装配误差类型 13

2.2.3自聚焦透镜准直系统的装配误差引起的附加耦合损耗分析方法 14

2.3自聚焦透镜用于准直系统时附加耦合损耗的研究 14

2.3.1自聚焦透镜作为准直透镜的附加耦合损耗 15

2.3.2自聚焦透镜间加入转向直角棱镜后的附加耦合损耗 16

2.3.3自聚焦透镜在棱镜镜面反射方向作准直耦合系统的附加耦合损耗 18

第3章 棱镜反射光测量溶液浓度理论和方法的研究 20

3.1平面光波在界面反射与折射的基本概念和基本理论 20

3.1.1反射定律与折射定律 20

3.1.2菲涅耳公式 21

3.2溶液的浓度与其折射率关系的研究 22

3.2.1溶液的浓度与其折射率之间的线性关系的理论模型 23

3.2.2食盐溶液的浓度与其折射率关系的实验模型 26

3.2.3白糖溶液的浓度与其折射率关系的实验模型 27

3.3基于菲涅耳公式测量溶液浓度的简单模型 28

3.3.1基于菲涅耳公式测量溶液浓度的特点 28

3.3.2基于菲涅耳公式测量溶液浓度计算模型的建立方法 29

3.3.3基于菲涅耳公式测量溶液浓度的计算模型的实验装置 31

3.3.4基于菲涅耳公式测量溶液浓度的计算程序 34

第4章 棱镜型表面等离子体共振传感技术与应用研究 35

4.1平面光波在界面的全反射特性与消失波的基本概念与基本理论 35

4.1.1平面光波的全反射特性 35

4.1.2消失波的基本概念及其特点和应用 36

4.2金属薄膜的基本特性 38

4.2.1金属薄膜光学特性的一般特点 38

4.2.2银膜和金膜在应用中的特点 38

4.2.3透明基片上的单层吸收膜的反射特性 39

4.3表面等离子体共振传感器的基本概念和基本理论 41

4.3.1等离子体与表面等离子体的概念 41

4.3.2表面等离子体共振效应的基本概念 41

4.3.3表面等离子体波共振的三种解释 43

4.4棱镜型表面等离子体共振传感器的理论与实验研究 43

4.4.1棱镜型SPR传感器金属膜的厚度 44

4.4.2棱镜折射率对SPR传感器共振角的影响 46

4.4.3溶液浓度对SPR传感器共振角的影响 47

4.4.4光强度调制型SPR传感器测量溶液浓度方法的研究 49

4.4.5棱镜型SPR传感器的灵敏度与影响因数 50

4.5保偏光纤及其在棱镜型SPR传感器中的应用研究 51

4.5.1单模光纤的理想偏振特性与双折射效应 52

4.5.2低双折射单模光纤 52

4.5.3保偏光纤的基本原理 53

4.5.4保偏光纤的结构特点 53

4.5.5保偏光纤的参数与应用 55

4.5.6保偏光纤的精确定位方法 55

4.5.7温度对保偏光纤的影响 56

4.5.8棱镜型保偏光纤SPR传感器 57

4.6棱镜型表面等离子体共振成像技术及其应用 58

4.6.1棱镜型SPRI技术的理论基础 58

4.6.2棱镜型SPRI技术在指纹采集系统中的应用 60

4.6.3棱镜型SPRI技术在表面形貌探测系统中的应用 62

第5章 电介质薄膜增强古斯—汉欣位移方法与应用研究 64

5.1古斯—汉欣位移的基本概念和基本理论 64

5.1.1古斯—汉欣位移的概念 64

5.1.2古斯—汉欣位移的产生机理 64

5.1.3古斯—汉欣位移与偏振态的关系 67

5.1.4古斯—汉欣位移的特点 67

5.2光电位置传感器及其在测量GH位移中的应用 68

5.2.1一维PSD的结构和工作原理 68

5.2.2PSD在测量GH位移中的应用研究 69

5.3电介质薄膜的基本特性 72

5.3.1电介质薄膜光学特性的一般特点 72

5.3.2氟化镁介质薄膜和二氧化硅介质薄膜在应用中的特点 72

5.3.3单层电介质膜的反射特性 73

5.4电介质薄膜增强GH位移的理论和方法研究 74

5.4.1单反射棱镜型电介质薄膜增强GH位移的理论和方法 74

5.4.2双反射棱镜型电介质薄膜增强GH位移的理论和方法 79

5.5电荷耦合器件及其在测量GH位移中的应用研究 83

5.5.1CCD工作原理 83

5.5.2CCD特性参数 87

5.5.3CCD性能与特点 88

5.5.4线阵CCD-TCD1251UD的应用 89

5.5.5双反射棱镜型电介质薄膜增强GH位移的实验装置 94

5.6双反射棱镜型薄膜增强GH位移测量溶液浓度理论和方法研究 96

5.7介质薄膜增强双棱镜结构受阻全内反射光束GH位移的方法 97

5.7.1双棱镜结构的FTIR理论模型 97

5.7.2电介质膜增强双棱镜结构FTIR光束GH位移的方法 99

第6章 结论与建议 105

6.1主要结论 105

6.2进一步研究的建议 106

附录 107

1．TE波最大GH位移的推导过程 107

2．TM波最大GH位移的推导过程 107

3．TM波基本GH位移的推导过程 108

参考文献 110