非均匀球、柱粒子光散射及应用

摘要

随着激光技术的发展和微弱信号检测技术的提高，非均匀球、柱粒子光散射特性及其应用研究成为近年来关注的热点。
　　 本文研究了梯度折射率微球激光近场散射特性，对微球透镜激光耦合性能进行了分析。基于广义Lorenz-Mie理论，数值模拟了梯度折射率微球对高斯波束的近场散射光强分布。分析了Maxwell鱼眼微球透镜的折射率分布和入射条件对其耦合性能的影响，为梯度折射率微球透镜的应用提供了准确、有效的理论参考。
　　 本文研究了激光彩虹技术在光纤参量测量中的应用。基于均匀球、柱粒子直径和折射率激光彩虹同时测量方法，分析并获得532nm波长下ripple频率与粒子直径和折射率的关系式，实现了对均匀单模光纤直径和折射率的准确、快速测量。研究了梯度折射率柱的折射率分布测量方法，采用交叉谱密度法解决了梯度折射率聚合物光纤的折射率指数因子的实际测量问题。
　　 本文提出一种基于一阶彩虹区域光强分布的保偏光纤定轴的新方法。分析不同熊猫光纤偏振轴方位下一阶彩虹区域光强分布特点，利用该强度分布与均匀单模光纤彩虹分布的互相关系数变化规律，实现熊猫光纤的准确定轴。该方法定轴速度快，装置简单，操作方便。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2小粒子光散射的研究现状

1.3小粒子光散射的应用现状

1.4论文的研究内容和结构安排

第二章小粒子光散射的基本理论

2.1光散射概述

2.2小粒子光散射的基本理论

2.2.1 Lorenz-Mie理论

2.2.2广义Lorenz-Mie理论

2.2.3 Debye级数展开

2.2.4彩虹相关理论

2.3 小结

第三章非均匀球近场散射及应用

3.1 Maxwell鱼眼微球透镜

3.2 GRIN微球透镜的近场散射光强分布

3.3 GRIN微球透镜耦合性能的分析

3.3.1 Maxwell鱼眼微球透镜折射率分布对耦合性能的影响

3.3.2不同入射条件对Maxwell鱼眼微球透镜耦合性能的影响

3.4小结

第四章激光彩虹技术在光纤参量测量中的应用

4.1 激光彩虹测量系统介绍

4.1.1激光彩虹测量系统的原理

4.1.2激光彩虹测量系统的结构

4.1.3激光彩虹测量系统软件

4.2均匀单模光纤粒度测量研究

4.2.1 均匀柱粒子彩虹特性

4.2.2均匀柱粒子粒度反演方法

4.2.3单模光纤粒度测量与分析

4.3梯度折射率光纤折射率分布测量研究

4.3.1非均匀柱粒子彩虹特性

4.3.2非均匀柱折射率分布测量方法研究

4.3.3梯度折射率聚合物光纤折射率分布测量与分析

4.4小结

第五章激光彩虹技术在保偏光纤定轴中的应用

5.1保偏光纤简介

5.2熊猫型保偏光纤定轴方法研究

5.3实验测量及分析

5.3.1 熊猫型保偏光纤一阶彩虹区域光强分布的探测及分析

5.3.2熊猫型保偏光纤偏振轴方位角的测量

5.4小结

第六章结论与展望

致谢

参考文献

研究成果