介绍了一种基于双液芯柱透镜(DLCL)测量液相扩散系数的方法-等观察高度测量法,该方法利用双液芯柱透镜的前液芯作为扩散池和主要成像元件,后液芯作为辅助消球差元件。选择双液芯柱透镜上某一固定高度作为观测位置,根据观测位置处扩散图像宽度随时间的变化规律,基于Fick第二定律计算液相扩散系数。用等观察高度测量法测得室温(25 ℃)下0.33 mol/L氯化钾水溶液的扩散系数D=1.8530×10 ^-5 cm ²/s,测量结果与文献值之间的相对误差为0.65%。该方法利用双液芯柱透镜在一定折射率范围内减小球差的优势,使得测量液相扩散系数具有精度高(相对误差小于1%)、速度快(测量时间约为60 min)和扩散过程可视化的特点。

基于双液芯柱透镜的折射率空间分辨测量精度高的特点，本文采用两种方法在室温(25 ℃)下分别测量了不同浓度的蔗糖水溶液的液相扩散系数。方法一: 等折射率薄层移动法，通过记录扩散过程中特定折射率薄层随时间的变化关系计算液相扩散系数。方法二: 瞬态图像分析法，通过读取一幅瞬态扩散图像中图像宽度与扩散位置之间的关系确定液相扩散系数。双液芯柱透镜的前液芯作为扩散池和主要成像元件，后液芯作为消球差辅助系统。充分利用了双液芯柱透镜可以按需减小特定液体薄层处的球差以及能够在一定的折射率范围内同时减小球差，两种方法均具有测量精度高的特点。两种方法的测量结果与文献值的相对误差分别小于13%和39%，表明用双液芯柱透镜测量液相扩散系数时，测量系统稳定可靠，测量结果准确。

采用三能级系统的速率方程和功率传输方程并考虑温度对各项参数的影响, 求解在不同的光纤长度和量子点掺杂浓度时, 3.3 nm PbSe量子点液芯光纤的发射光谱随温度的变化。发现当光纤长度不同时, 随着温度的升高, 光谱的峰值位置以相近的速率发生红移, 光谱的峰值强度下降。对于较长的光纤, 其光强随温度升高的衰减速率较大。当掺杂浓度不同时, 随着温度的升高, 光谱的峰值位置以相近的速率发生红移, 峰值强度以相近的速率衰减。

搭建了一种集成结构的液芯光纤中红外拉曼激光光源, 利用全光纤结构液芯耦合装置进行抽运注入。将中心波长为1064 nm、重复频率为5 kHz、最大输出功率为55 mW的亚纳秒激光器作为抽运源, 将不同比例的四氯化碳和二硫化碳混合溶液充入中空光纤中, 获得了至少7阶的拉曼信号输出。目前可测得的最长波长为2.08 μm, 拉曼阈值最低为0.3 mW。通过搭建全光纤结构的液芯光纤耦合装置, 获得了90%以上的光纤耦合效率。实验发现利用石英光纤产生的拉曼信号可以对液芯受激拉曼散射的产生起到促进作用。

组建了一套基于液芯光纤的激光诱导荧光食用油鉴别装置。 研究了不同液芯光纤长度对食用油激光诱导荧光光谱的影响, 分析了不同种类食用油激光诱导荧光光谱之间的差异。 八种食用油共320份样本荧光数据在1 m长液芯光纤内采集, 采用主成分分析方法对食用油荧光数据进行降维处理, 利用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)方法建立食用油种类的鉴别模型。 结果表明, 使用液芯光纤后, 食用油荧光强度得到较大的增强。 随着液芯光纤长度增加, 食用油荧光特征峰逐渐增加并且食用油的激光诱导荧光光谱会产生红移现象, 当液芯光纤长度超过80 cm后, 红移趋于饱和。 不同食用油的荧光光谱形状差异较大, 可用于区分不同种类食用油。 利用主成分1和主成分2绘制的主成分得分图显示, 不同种类食用油呈现很好的聚集。 当选用主成分数为10时, 建立的PLS-DA食用油种类鉴别模型对训练集和预测集样本识别率均达到100%。 说明本装置用于食用油种类的快速鉴别具有较高的准确性。

针对一般光反应器的不足，双面金属包覆波导能够把光耦合进入导波层中激发出超高阶导膜，波导中入射波与反射波相互叠加形成驻波，继而在导波层中出现一系列的光能量增强点(被认为是光陷阱点)。基于这种光学特性，设计了一种新颖的液芯双面金属包覆波导光反应器。采用含有二价铁离子和三价铁离子的混合盐溶液充当导波层，激光耦合进入导波层中两小时后，在该种特定光场分布的作用下，制备出了合成产物。通过对产物的分析，确定合成产物为磁铁矿γ-Fe_2O3。

实验研究了308 nm准分子激光皮肤治疗仪激光传输系统中光纤的传输特性。 比较了紫外扩展型液芯光纤、集束石英光纤、普通液芯光纤三种不同类型的光纤在不同的激光输出功率、工作 时间等条件下的传输效率,紫外扩展型液芯光纤的传输效率达到70%;测量和分析了在激光传输过程中液芯光纤 对激光光强分布的改善和匀光作用,输出光束光场均匀性小于±4.5%。实验表明,基于液芯光纤的激光传输 系统对于308 nm紫外激光具有较好的激光传输效率、匀光效果和工作稳定性。

光学显现提取技术是无损检测潜在指印的重要技术手段，而照明激发光源的可用光功率及光斑光强分布的均匀性对指印的光学显现效果及检测率具有重要的影响。采用紫外传输液芯光纤作为指印光学显现系统照明激发光源的导光传输元件，实验测量了液芯光纤在紫外光波段的传输特性，得到了266 nm激光光束在液芯光纤中的传输效率及其随光纤弯曲半径的变化关系，实现了光纤传输出射光束的均匀光强分布，可满足指印显现提取所需的高功率、均匀照明激发条件。研究结果为液芯光纤应用于指印光学显现系统照明激发光源的导光传输提供了实验依据，具有实际应用价值。

海水中的有色溶解有机物(CDOM)对海洋生态系统具有重要影响。 针对当前CDOM测量的问题, 基于Teflon AF 液芯波导(LWCC/LCW)技术, 设计了一套全自动CDOM走航式测量仪。 该仪器具有光程可调、 测量动态范围广、 灵敏度高等特点, 适合于各类水体。 其过滤和进样系统, 实现了水样的自动过滤、 进样和样品池清洗。 基于LabVIEW语言开发的软件控制平台, 可高效地控制仪器的运行状态和数据(光谱数据、 GPS数据及海水温盐数据)的采集。 通过对照实验和现场海上测试, 证实了测量数据的可靠性和仪器的稳定性。

提出了一种基于充液毛细管代替多模光纤的可调谐反射式带阻滤波器，滤波器结构中重要组成部分是一段充入了溶液和汞的毛细管。毛细管的一端与单模光纤共轴对接，另一端用热熔胶密封。由于液体折射率大于毛细管折射率并且毛细管芯径较大，因此液体和毛细管相当于形成了一种大芯径的多模光纤。利用汞的高反射率，实现一种反射式的单模多模单模光纤滤波结构。由于毛细管液芯结构对温度的敏感性，在多模干涉原理的基础上，实现可调谐滤波，并从理论仿真和实验证实了可行性。该滤波器具有结构简单、成本低廉等特点，插入损耗为5.12 dB，3 dB带宽为3.3 nm，滤波范围可达到7 nm。