В оптике материал с соответствующим показателем преломления — это вещество, обычно жидкость, цемент (клей) или гель , показатель преломления которого близко приближается к показателю другого объекта (например, линзы, материала, оптоволокна и т. д.). .).
Когда два вещества с одинаковым индексом находятся в контакте, свет проходит от одного к другому без отражения и преломления . Таким образом, они используются для различных целей в науке, технике и искусстве.
Например, в популярном домашнем эксперименте стеклянную палочку делают почти невидимой, погружая ее в прозрачную жидкость с соответствующим индексом, например уайт- спирит . [1]
В световой микроскопии масляная иммерсия представляет собой метод, используемый для увеличения разрешения микроскопа . Это достигается путем погружения объектива и образца в прозрачное масло с высоким показателем преломления , тем самым увеличивая числовую апертуру объектива.
Иммерсионные масла – это прозрачные масла, обладающие определенными оптическими и вязкостными характеристиками, необходимыми для использования в микроскопии. Типичные используемые масла имеют показатель преломления около 1,515. [2] Объектив с масляной иммерсией — это объектив, специально разработанный для такого использования. Индекс масла обычно выбирают таким, чтобы он соответствовал индексу стекла линзы микроскопа и покровного стекла .
Подробнее читайте в основной статье « Масляная иммерсия» . В некоторых микроскопах помимо масла используются и другие материалы с соответствующим индексом; см. объектив с водной иммерсией и объектив с твердой иммерсией .
В волоконной оптике и телекоммуникациях материал с соответствующим индексом может использоваться в сочетании с парами сопряженных разъемов или механическими соединениями для уменьшения сигнала, отраженного в управляемом режиме (известного как обратные потери) (см. Оптоволоконный разъем ). Без использования материала с согласованием показателей преломления френелевские отражения будут возникать на гладких торцах волокна, если только нет границы раздела волокно-воздух или другого значительного несоответствия показателя преломления. Эти отражения могут достигать -14 дБ (т. е. на 14 дБ ниже оптической мощности падающего сигнала ). Когда отраженный сигнал возвращается на передающую сторону, он может снова отразиться и вернуться на приемную сторону на уровне, составляющем 28 дБ плюс удвоенные потери в волокне ниже уровня прямого сигнала. Отраженный сигнал также будет задержан на удвоенное время задержки, вносимое волокном. Дважды отраженный задержанный сигнал, наложенный на прямой сигнал, может заметно ухудшить аналоговый модулированный по интенсивности видеосигнал . И наоборот, при цифровой передаче отраженный сигнал часто не оказывает практического влияния на обнаруженный сигнал, видимый в точке принятия решения цифровым оптическим приемником, за исключением крайних случаев, когда коэффициент ошибок по битам является значительным. Однако на некоторые цифровые передатчики, например те, в которых используется лазер с распределенной обратной связью, может влиять обратное отражение, и тогда они выходят за пределы технических характеристик, таких как коэффициент подавления боковой моды, что потенциально ухудшает коэффициент ошибок по битам системы, поэтому сетевые стандарты, предназначенные для DFB-лазеров, могут указывать обратный сигнал. допуск на отражение, например -10 дБ для передатчиков, чтобы они оставались в пределах спецификации даже без сопоставления индексов. Такая устойчивость к обратному отражению может быть достигнута с помощью оптического изолятора или за счет снижения эффективности связи.
В некоторых приложениях вместо стандартных полированных разъемов (например, FC/PC) могут использоваться разъемы с угловой полировкой (например, FC/APC), при этом неперпендикулярный угол полировки значительно снижает соотношение отраженного сигнала, подаваемого в управляемый режим, даже в случай оптоволоконного интерфейса.
Сопоставление индексов используется в экспериментальных системах жидкость-жидкость и жидкость-твердое тело ( многофазный поток ) для минимизации искажений, возникающих в этих системах, [3] это особенно важно для систем со многими границами раздела, которые становятся оптически недоступными. Согласование показателя преломления сводит к минимуму отражение , преломление , дифракцию и вращение, возникающие на границах раздела, позволяя получить доступ к областям, которые в противном случае были бы недоступны для оптических измерений. Это особенно важно для сложных оптических измерений, таких как лазерно-индуцированная флуоресценция , измерение скорости изображения частиц и скорость отслеживания частиц, и это лишь некоторые из них.
Если скульптура разбита на несколько частей, реставраторы могут снова соединить их с помощью клея, такого как Paraloid B-72 или эпоксидной смолы . Если скульптура изготовлена из прозрачного или полупрозрачного материала (например, стекла), шов, на котором соединяются детали, обычно будет гораздо менее заметен, если показатель преломления клея соответствует показателю преломления окружающего объекта. Таким образом, реставраторы произведений искусства могут измерить индекс объектов, а затем использовать клей, соответствующий индексу. Аналогично, потери (отсутствующие секции) в прозрачных или полупрозрачных объектах часто заполняются с использованием материала с соответствующим индексом. [4]
Некоторые оптические компоненты, такие как призма Волластона или призма Николя , состоят из нескольких прозрачных частей, непосредственно прикрепленных друг к другу. Клей обычно соответствует индексу деталей. Раньше для этого использовался канадский бальзам , но сейчас чаще используются эпоксидные или другие синтетические клеи.
Эта статья включает общедоступные материалы из Федерального стандарта 1037C. Управление общего обслуживания . Архивировано из оригинала 22 января 2022 г.