В оптике материал с соответствующим показателем преломления — это вещество, обычно жидкость, цемент (клей) или гель , показатель преломления которого очень близок к показателю преломления другого объекта (например, линзы, материала, оптоволокна и т. д.).
Когда два вещества с одинаковым индексом находятся в контакте, свет переходит 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 стеклянный стержень делается почти невидимым, если погрузить его в прозрачную жидкость с соответствующим показателем преломления, например, в уайт-спирит . [1]
В световой микроскопии масляная иммерсия — это метод, используемый для повышения 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, которые имеют особые оптические и вязкостные характеристики, необходимые для использования в микроскопии. Обычно используемые масла имеют показатель преломления около 1,515. [2] Масляный иммерсионный объектив — это линза объектива, специально разработанная для использования таким образом. Показатель масла обычно выбирается в соответствии с показателем стекла объектива микроскопа и покровного стекла .
Для получения более подробной информации см. основную статью, масляная иммерсия . Некоторые микроскопы также используют другие материалы для сопоставления индексов, помимо масла; см. объектив с водной иммерсией и объектив с твердой иммерсией .
В волоконной оптике и телекоммуникациях материал с согласованным показателем преломления может использоваться в сочетании с парами сопряженных разъемов или с механическими сращиваниями для уменьшения сигнала, отраженного в направленном режиме (известном как обратные потери) (см. Оптоволоконный разъем ). Без использования материала с согласованным показателем преломления френелевские отражения будут возникать на гладких торцах волокна, если только нет интерфейса волокно-воздух или другого существенного несоответствия в показателе преломления. Эти отражения могут достигать -14 дБ (т. е. на 14 дБ ниже оптической мощности падающего сигнала). Когда отраженный сигнал возвращается на передающий конец, он может снова отразиться и вернуться на приемный конец на уровне, который составляет 28 дБ плюс удвоенные потери в волокне ниже 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 видеосигнал с модуляцией интенсивности основной полосы частот . Напротив, для цифровой передачи отраженный сигнал часто не будет иметь практического влияния на обнаруженный сигнал, видимый в точке принятия решения цифрового оптического приемника, за исключением пограничных случаев, когда коэффициент битовых ошибок является значительным. Однако некоторые цифровые передатчики, такие как те, которые используют лазер с распределенной обратной связью, могут быть затронуты обратным отражением и затем выйти за пределы спецификаций, таких как коэффициент подавления боковой моды, потенциально ухудшая коэффициент битовых ошибок системы, поэтому сетевые стандарты, предназначенные для лазеров DFB, могут указывать допуск обратного отражения, такой как −10 дБ для передатчиков, чтобы они оставались в пределах спецификации даже без сопоставления индексов. Этот допуск обратного отражения может быть достигнут с помощью оптического изолятора или путем снижения эффективности связи.
Для некоторых приложений вместо стандартных полированных разъемов (например, FC/PC) могут использоваться угловые полированные разъемы (например, FC/APC), при этом неперпендикулярный угол полировки значительно снижает отношение отраженного сигнала, подаваемого в направленный режим, даже в случае интерфейса «волокно-воздух».
Сопоставление индексов используется в экспериментальных системах жидкость-жидкость и жидкость-твердое тело ( многофазный поток ) для минимизации искажений, которые возникают в этих системах, [3] это особенно важно для систем со многими интерфейсами, которые становятся оптически недоступными. Сопоставление индексов преломления минимизирует отражение , преломление , дифракцию и вращения, которые происходят на интерфейсах, позволяя получить доступ к областям, которые в противном случае были бы недоступны для оптических измерений. Это особенно важно для расширенных оптических измерений, таких как лазерно-индуцированная флуоресценция , измерение скорости изображения частиц и измерение скорости слежения за частицами, чтобы назвать несколько.
Если скульптура разбита на несколько частей, реставраторы могут повторно прикрепить части с помощью клея, такого как Paraloid B-72 или эпоксидной смолы . Если скульптура сделана из прозрачного или полупрозрачного материала (например, стекла), шов, где прикреплены части, обычно будет гораздо менее заметен, если показатель преломления клея соответствует показателю преломления окружающего объекта. Поэтому реставраторы могут измерить показатель преломления объектов, а затем использовать клей с соответствующим показателем преломления. Аналогичным образом, потери (отсутствующие секции) в прозрачных или полупрозрачных объектах часто восполняются с помощью материала с соответствующим показателем преломления. [4]
Некоторые оптические компоненты, такие как призма Волластона или призма Николя , сделаны из нескольких прозрачных частей, которые напрямую прикреплены друг к другу. Клей обычно соответствует индексу частей. Исторически для этого приложения использовался канадский бальзам , но сейчас более распространено использование эпоксидной смолы или других синтетических клеев.
В этой статье использованы материалы из общедоступного федерального стандарта 1037C. Администрация общих служб . Архивировано из оригинала 2022-01-22.