作为一种新型拓扑材料，外尔半金属及其光学性质是当前凝聚态物理以及光学领域的研究热点。根据人们的最新研究成果，介绍了第一类与第二类外尔半金属界面上菲涅尔反射系数的计算方法，模拟并揭示了不同化学势下菲涅尔反射系数随入射角θi和狄拉克锥倾斜度αt的演变规律。研究结果表明，随着化学势和狄拉克锥倾斜度αt的变化，第一类与第二类外尔半金属的反射系数以及布儒斯特角呈现出不同的演变规律。理论上可以通过化学掺杂并测量外尔半金属界面上的菲涅尔反射系数来判断外尔半金属的种类。

为了研究滑开型和撕开型裂缝条件下塑料光纤的光学感知特性, 分别进行了剪切和扭转作用下塑料光纤的力光转换特性试验.结果表明, 在错动位移由0增加至0.5 mm的过程中, 光损耗值和菲涅尔反射值与错动位移呈近似线性关系, 灵敏度分别达到15.6 dB/mm和5.9 dB/mm.塑料光纤内部的光损耗特性对剪切作用较敏感, 而对扭转作用不敏感, 光损耗水平保持在1 dB左右.滑开型和撕开型裂缝条件下塑料光纤具有相似的光学感知特性, 菲涅尔反射值和光损耗值都可以作为裂缝错动位移的监测指标, 其中, 光损耗水平变化幅度更大, 对裂缝的感知更敏感.

分析了由菲涅尔反射、中心点偏移引起的耦合损耗.提出了一种新的方法——用T型金属管作为光子晶体光纤和单模光纤的连接器.计算了从单模光纤到光子晶体光纤方向以及从光子晶体光纤到单模光纤方向的最佳耦合距离, 分别为15 μm和25 μm, 实验证明了结论的可靠性.与传统的检测方法相比, 采用光子晶体光纤的检测方法使得拉曼信号得到明显增强. 以氮气为背景气, 采用氧气肯定了光子晶体光纤同拉曼检测技术相结合后在气体检测方向的应用前景.

在分析所测得的双向反射分布函数(BRDF)数据与Phong模型局限性的基础上, 提出了一种适用于描述菲涅耳反射特性的改进Phong模型。在经典Phong模型的基础上增加了两个参数, 分别用来调节不同材质菲涅耳反射的强弱与衰减速率。利用遗传算法对四种空间目标常用材质BRDF数据进行拟合, 对比和分析所提出的改进模型与经典Phong模型的拟合误差。结果表明, 对于具有明显菲涅耳反射现象的材质, 改进模型拟合精度比经典Phong模型高90%, 证实了该改进模型的有效性; 而对于菲涅耳反射现象不明显的材质, 改进模型拟合误差与经典Phong模型相当, 显示了该改进模型的稳健性。改进模型在保证Phong模型原有描述能力的基础上, 对菲涅耳反射现象有了更好的描述效果。

为了提高太阳辐射观测仪测量准确度, 针对余弦校正器自身漫射特性和菲涅耳反射引起的余弦误差, 研究了不同安装形式、不同结构下修正余弦误差的方法.结合太阳辐射特性和余弦误差的产生因素, 提出了余弦校正器外露、余弦器外露配合挡光环两种安装形式下的余弦误差修正方法, 以及余弦校正器、积分腔两种结构形式下的余弦误差修正方法.根据太阳辐射观测仪的使用要求, 利用 TracePro对不同安装方式下的余弦误差进行建模仿真, 利用高准直性太阳模拟器配合转台和转臂模拟不同方向的准直太阳光, 并实测余弦误差.实测结果表明, 余弦器外露配合挡光环形式下, 入射角小于±80°, 余弦误差可优于±6%.该修正方法可有效地减小太阳辐射光大入射角情况下的余弦误差, 提高太阳辐射观测准确度.

介绍了一种基于时分复用光纤传感技术的准分布折射率传感器。通过测量光纤端面的菲涅耳反射信号的强度，实现对待测溶液折射率的分布检测。在多个测量点之间采用不同长度的延迟光纤，利用不同传感位置处的菲涅耳反射信号回到测量端的时间差来实现距离可分辨的多点测量。实验结果表明该传感器的测量距离达16 km，测得折射率范围为1.3486~1.4525，对应的灵敏度范围为38.785~305.430 dB/RIU(RIU 为折射率单元)。

In this paper, we propose a Fresnel reflection-based optical fiber sensor system for remote refractive index measurement using the optical time domain reflectometry technique as an interrogation method. The surrounding refractive index from a long distance away can be measured easily by using this sensor system, which operates based on testing the Fresnel reflection intensity from the fiber-sample interface. This system is a simple configuration, which is easy to handle. Experimental results showed that the range of this measurement could reach about 100.8 km, and the refractive index sensitivities were from 38.71 dB/RIU to 304.89 dB/RIU in the refractive index (RI) range from 1.3486 to 1.4525.

研究了光电集成器件的耦合与封装的关键技术,首先分析光纤与PLC波导的z向偏移及角度偏移与耦合效率的关系,发布其3 dB容差分别为70 μm及5°以内,并分析存在8°反射角及填充折射率匹配胶时耦合情况并仿真验证。该器件采用表面贴光子技术、无源对准、非气密封装实现光与电、有无源的多功能结合。测试了器件的激光器与探测器性能,测试结果表明,该光电集成器件边模抑制比、灵敏度等参量优良。

基于相干后向瑞利散射原理搭建了一套分布式光纤传感系统, 并设计了一种优化的掺铒光纤放大器。以此为基础进行实验, 分析了消光比、传感距离和传感光纤前后端反射等几个关键因素对相干后向瑞利散射波形的影响。实验结果表明：适当地设计电光调制器偏置电压与掺铒光纤放大器, 可明显改善注入脉冲信号峰值功率和消光比；由于注入信号光消光比的限制, 短距离传感比长距离传感更容易获得优良的散射信号；消除传感光纤前后端的菲涅耳反射也能显著提升散射信号的质量与稳定性。

基于菲涅耳反射原理和光时域反射(OTDR)技术,提出了一种新型的、结构简单的准分布式光纤温度传感器。传感器由两个端面抛光的光纤对接构成,并在两端面间隙中填充温敏材料。传感器周围温度变化改变温敏材料的折射率,从而引起菲涅耳反射强度的变化。将三个传感头串联,利用OTDR探测各传感器菲涅耳反射的微弱变化实现温度传感和传感器定位。在-30～80 ℃范围内,随着温度升高,该系统各个传感头的菲涅耳反射强度单调增大,且温度传感特性具有良好的重复性,同时具有极低的附加损耗。