【正文】 在此 ,我 向我最 親愛的同 學們送以最真誠的祝福，向我最 敬愛的老師 們 表達最崇高的敬意與感謝 ! 祝愿您 們 身體健康 ,工作順利， 一生平安 ! 。 他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度 ,淵博的學識 ,都使我受益匪淺 ,我將把這種工作態(tài)度帶到我今后的學習工作中去 。 Pneumatics， 2020(8)： 5253. [14] CHOU Chien， HUANG Yeuchuen， FENG Chingmei， et al. Amplitude sensitive optical heterodyne and phase lockintechnique on small optical rotation angle detection of chiral liquid [J]. (S00214922),1997,36(1)： 356359 27 致謝 本論文研究工作的完成 ,首先要感謝的就是我的導師王形華教授 。深入分析測量系統(tǒng)各組成部分的特點結合實驗的需求選取了適合本文實驗的各種元器件，構建了偏振光束產(chǎn)生裝置、偏振分束裝置、光接收與成像裝置、圖像采集與處理裝置。 （兩光強的差除以光強和）后能直接得到旋光角度的正弦值且結果不受光強波動影響，由此結合 CCD 成像中灰度與光強成線性的特點提出了基于偏振分束成像的旋光角度場測量方法。根據(jù)對分束后兩偏振光瓊斯矩陣的分析，發(fā)現(xiàn)兩光強 。 本論文利用瓊斯矢量表示光波偏振態(tài)和檢測系統(tǒng)中的各個光學元器件對光波的作用 ,并利用瓊斯矩陣 對本實驗的光學系統(tǒng)進行了詳細的分析 ,得出了理論計算公式 ,從分析結果來看 ,雙光路檢測糖溶液濃度的方法是完全可行的 。 這種方法可以大大地降低對光源穩(wěn)定性的要求 ,并能夠使光學檢測系統(tǒng)處于最大靈敏度處 。 總結以上基于旋光效應的糖濃度檢測原理和技術的研究 ,本論文主要完成了以下工作 : 檢測理論進行了詳細的理論分析 ,分析了旋光角度產(chǎn)生的原理 ,分析了旋光率與旋光角度的關系 !旋光角度與系統(tǒng)出射光強的關系以及旋光率與系統(tǒng)入射光波長的關系 ， 為實驗結論提供了很好的理論基礎 。此時，線偏振光的振動方向與偏振片偏振方向垂直，根據(jù)馬呂斯定律，此時線偏振光不能透過，因此，貓眼目標回波被截止在了隱身裝置內部。偏振光經(jīng)隱身裝置透射進入貓眼系統(tǒng)后按原路返回再次經(jīng)過旋光晶體，偏振方向再次旋轉 45176。 圖 光電裝備處于正常工作狀態(tài)時，給晶體加以沿光軸方向的磁場，此時不影響光學窗口正常觀察和瞄準目標。 基于 磁致旋光晶體的旋光特性，設計了光電裝備光學窗口外置隱身裝置，圖 33為其原理圖。對給定的物質，光振動面的旋轉方向僅由磁感應強度Ｂ 的方向決定，與光的傳播方向并與Ｂ 同向或反向無關，這一特點可使光在介質中往返數(shù)次而使旋轉角度加大。 前人的實驗 證明，對于一定波長的光，法拉第旋轉角θ與晶體的厚度Ｄ 成正比，表示為： DBVd?? （ 39） 式 （ 39）中， dV 為費德樂常數(shù)，Ｂ 為磁場強度。由此可見，如何在不改變光學結構及犧牲有限光電裝備光學性能的前提下，有效實現(xiàn)隱身成為光電裝備反偵測技術的關鍵。 如何降低“貓眼效應”實現(xiàn)光電裝備的“隱身”，成為提高光電裝備戰(zhàn)場生存能力亟待解決的問題。目前，美、俄等軍事強國已經(jīng)裝備了比較完備的集光學窗口偵測、干擾和致盲為一體的激光武器系統(tǒng)，在近年來的幾次局部戰(zhàn)爭中，激光主動探測系統(tǒng)憑借其較高的定位精度和快速的探測速度大大提高了戰(zhàn)場武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能，凸顯出驚人的作戰(zhàn)效果和威力，而 國內對“貓眼”效應的研究還處于理論分析和實驗室研究階段，在應用領域還是空白，在對方具備實施“貓眼”主動偵測的條件下，即使我方采用被動觀測方式，如微光夜視儀、熱像儀等各種夜視裝備，也會暴露無遺。 光電裝備隱身技術 “貓眼”效應普遍存在于光電裝備的光學窗口中，是對方實施光學窗口主動偵測的物理依據(jù)。 當線偏振光通過磁場作用的法拉第旋光器時，光矢量的振動方向旋轉一定的角度，角度的大小與磁場強度成正比，這種現(xiàn)象稱為法拉第效應或磁致旋光效應。對于旋光性溶液來說，旋光角度θ 與溶液濃度 C 之間的關系可以表示為? ? dCt ??? ??? ，式中 t 代表測定時的溫度； λ 為入射到被測物質的光波波長； d 為偏振光所經(jīng)過溶液的長度； ??t?? 為比旋光度。 油霧具有旋光性，且為左旋，當偏振光通過油霧時其振動面 22 會發(fā)生偏轉，本研究將偏振光旋光原理運用在油霧濃度的檢測方面，實踐證明這種嘗試是正確的，測量效果令人滿意。目前油霧濃度檢測方法從檢測原理可以分為兩類：一類是直接測量法，主要是運用自動粒子計數(shù)器和紅外氣體分析儀直接對油霧進行測量；另一類是間接測量法，主要是對油霧中的油滴進行吸附或間接的獲取油霧濃度的相關 參數(shù)然后再使用稱重分析法、熒光分析法、近紅外光分析 法、介電常數(shù)法、靜電電流法、散射法、閃爍法等進行分析計算。油霧濃度檢測一直是油霧潤滑領域的技術難點，至今沒有統(tǒng)一的標準，其原因主要是：測量具有特殊性，不能用慣用的燃燒方法或化學反應方法；油霧的表面張力大，吸附性強等。也就是說當起偏器的光軸與握拉斯頓棱鏡的光軸成 450 角時 ,探測器對旋光角度 ? 變化的靈敏度最大 。其中 ? 味光波波長， t 為溶液溫度，C 為溶液濃度， d為光穿過溶液的厚度。 首先 ,將起偏器的光軸和偏光分束器即握拉斯頓棱鏡的光軸調整成 ?45 角 ,并固定不動 。 采用波長為 650nm 的半導體激光器作為光源 ,它發(fā)出的 光束經(jīng)過起偏器成為線偏振光 ,然后經(jīng)過溶液盒 ,其偏振面被旋轉一定的角度后出射到握拉斯頓棱鏡 ,被分為偏振方向相互垂直的兩束線偏振光 ,出射光被雙光路光電探測器接收后送到計算機 ,由計算機對兩束信號進行運算處理 。 在化學實驗室中與在工業(yè)生產(chǎn)中都各自有常用的一些方法 。 在食品分析工作中 ,由于分析的目的不同 ,或者是由于被測組分和干擾成分的性質以及它們在食品中存在的數(shù)量的差異 ,所選擇的檢測方法也各不相同 。故可通過測量微位移發(fā)生前的光強 0I 和微位移產(chǎn)生后的光強 1I ，根據(jù)式 (34) 就能夠求出微位移量 s 的值，從而實現(xiàn)微位移的測量 。光束的振動面與檢偏器通光軸的角度越小，探測到的光強則越大，反之，則越小。 這樣，位移的大小決定了線偏振光旋轉角度的大小。當千分尺轉動使晶體 1 產(chǎn)生一個位移增量 s 時，線偏振光穿過的晶體厚度 Δ d 如圖中所示，轉角增量可表示為 ： ?? astgda ???? （ 33） 式中 s 為千分尺轉動產(chǎn)生的垂直位移 。 1I 入射光光強。 d 為石英晶體的光軸厚度 mm。根據(jù)石英晶體的旋光性質可得旋光角度與晶體厚度的關系為 ad?? （ 31） 式中 θ 為線偏振光穿過石英晶體后振動面的旋轉角 a 為石英晶體沿光軸方向的旋光率，與光的波長有關，如波長為 690 nm 時，對應的 a為 176。 二是光學系統(tǒng)部分，這是該測量系統(tǒng)的關鍵，由光源、起偏器、旋光晶體、檢偏器和探測器等組成，以形成線偏振光測量光路。該系統(tǒng)由光源、偏振光發(fā)生器、石英晶體、數(shù)顯千分尺、檢偏器和光探測器等組成。實驗表明 : 該裝置具有 18 較高的測量精度和較大的微位移量程，在 300 μ m 的量程內，測量精度可達 0． 1μ m，且相對誤差不超過 1%，可用于各種需要精密測量微位移的儀器儀表中。能產(chǎn)生旋光效應的材料稱為旋光材料，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的旋光材料主要有石英晶體、氯酸鈉晶體、硝酸鈉晶體，部分液體也具有旋光性，如松節(jié)油、糖的水溶液及酒石酸溶液等，還有部分生物質也具有旋光特性，如葡萄糖是右旋的，氨基酸左旋、右旋的都有。因為這種微位移測量方法不僅在原理上具有一定的先進性，而且在技術實現(xiàn)上也是十分可行性的，具有較為廣闊的應用前景 [7]。而利用某些特殊晶體的旋光效應，可開發(fā)出成本較低、結構簡單的微位移測量系統(tǒng)。 微位移測量 由于超精密加工和微納米技術領域近十幾來的飛速發(fā)展，微位移測量技術也得到了前所未有的重視，各種新技術和新原理不斷涌現(xiàn)，其中，激光干涉、磁柵及容柵等是目 前主要的微位移測量方法。 兩個光信號入射到后文的采集系統(tǒng)中 ,進行運算處理 。 的實驗系統(tǒng) 圖 待測系統(tǒng)檢測 整個實驗系統(tǒng)如上圖所示 ,由四個部分構成 。 當再次測量入射光時 ,可以通過所測旋光角度 ,反推出入射波長 。本實驗選用的旋光介質為石英晶體 ,由于石英晶體 16 在不同入射波長下的旋光率不同 ,而且沒有計算公式 。 但對大多數(shù)晶體 ,偏離光軸的旋光性已被雙折射性所掩蓋 ,所以對于晶體一般是指沿光軸方向的旋光系數(shù) 。 當光傳播方向改變時 ,晶體的左旋或右旋的性質不變 ,因此 ,如果通過晶體的偏振光從鏡面上反射后再通過同一晶體 ,則振動面就恢復到原來的方向 。逆時針轉的稱為左旋 。 旋光色散理論 有些晶體的旋光性質有左旋和右旋之分 。 圖中， L 為單色光源， M 為應力材料， P P2 為相互正交的偏振片。當克爾盒兩極不加電場時，沒有光從 P2透出；當兩極加以大小合適的電場時，有光從 P2 透出，這表明此時 偏 15 光的偏振角發(fā)生了旋轉。 圖 克爾電光效應是指當外加電場作用下各向同性的物質光學性質發(fā)生改變，變成具有雙折射現(xiàn)象的各向異性物質，從而使原來 不 旋光的物質變?yōu)樾?