Соответствующий индекс материал - Index-matching material

В оптика, индексный материал вещество, обычно жидкость, цемент (клей) или гель, который имеет показатель преломления который очень похож на другой объект (например, линзу, материал, оптоволокно и т. д.).

Когда два вещества с одинаковым индексом находятся в контакте, свет проходит от одного к другому без отражение ни преломление. Таким образом, они используются для различных целей в науке, технике и искусстве.

Например, в популярном домашнем эксперименте стеклянный стержень делают почти невидимым, погружая его в прозрачную жидкость с соответствующим индексом, такую как минеральные духи.^[1]

В микроскопии

В световая микроскопия, масляная иммерсия - это метод, используемый для увеличения разрешающая способность из микроскоп. Это достигается за счет погружения как объектив и образец в прозрачном масле высокой показатель преломления, тем самым увеличивая числовая апертура линзы объектива.

Иммерсионные масла - это прозрачные масла со специфическими оптическими и вязкость характеристики, необходимые для использования в микроскопии. Типичные используемые масла имеют показатель преломления около 1,515.^[2] Масляный иммерсионный объектив - это линза объектива, специально разработанная для такого использования. Индекс масла обычно выбирается в соответствии с индексом стекла линзы микроскопа и покровное стекло.

Подробнее читайте в основной статье, масляная иммерсия. В некоторых микроскопах, помимо масла, также используются другие материалы, соответствующие индексу; видеть объектив для погружения в воду и сплошная иммерсионная линза.

В волоконной оптике

В волоконной оптике и телекоммуникации, материал с согласованным показателем может использоваться в сочетании с парами сопряженных разъемов или с механическими соединениями для уменьшения сигнала, отраженного в направленном режиме (известного как обратные потери) (см. Оптоволоконный соединитель ). Без использования материала с согласованием показателей френелевские отражения будут происходить на гладких торцевых поверхностях волокна, если только нет границы раздела между волокном и воздухом или другого значительного несоответствия показателя преломления. Эти отражения могут достигать −14дБ (т. е. на 14 дБ ниже оптической мощности падающего сигнал ). Когда отраженный сигнал возвращается на передающий конец, он может снова отразиться и вернуться на принимающий конец на уровне 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 сигнал. основная полоса интенсивность -модулированный видео сигнал. И наоборот, при цифровой передаче отраженный сигнал часто не будет иметь практического влияния на обнаруженный сигнал, видимый в точке принятия решения цифрового сигнала. оптический приемник кроме крайних случаев, когда коэффициент битовых ошибок является значительным. Однако некоторые цифровые передатчики, например, использующие Лазер с распределенной обратной связью могут быть затронуты обратным отражением, а затем выйти за пределы спецификаций, таких как коэффициент подавления боковых мод, что потенциально ухудшит коэффициент ошибок по битам системы, поэтому сетевые стандарты, предназначенные для лазеров DFB, могут указывать допуск на обратное отражение, например -10 дБ для передатчиков, чтобы они оставались в пределах спецификации даже без сопоставления индексов. Этот допуск на обратное отражение может быть достигнут с помощью оптического изолятора или за счет снижения эффективности связи.

Для некоторых приложений вместо стандартных полированных разъемов (например, FC / PC) могут использоваться угловые полированные разъемы (например, FC / APC), в результате чего неперпендикулярный угол полировки значительно снижает коэффициент отраженного сигнала, запускаемого в управляемый режим даже в случай интерфейса волокна-воздух.

В экспериментальной гидродинамике

Сопоставление индексов используется в жидкостях жидкость-жидкость и жидкость-твердое тело (Многофазный поток ) экспериментальные системы для минимизации искажений, возникающих в этих системах,^[3] это особенно важно для систем со многими интерфейсами, которые становятся оптически недоступными. Соответствие показателя преломления минимизирует отражение, преломление, дифракция и повороты, которые происходят на интерфейсах, обеспечивая доступ к областям, которые в противном случае были бы недоступны для оптических измерений. Это особенно важно для расширенных оптических измерений, таких как Лазер-индуцированная флуоресценция, Велосиметрия изображения частиц и Велосиметрия с отслеживанием частиц назвать несколько.

В художественной консервации

Если скульптура разбита на несколько частей, консерваторы может повторно прикрепить детали с помощью клея, такого как Паралоид Б-72 или же эпоксидная смола. Если скульптура сделана из прозрачного или полупрозрачного материала (например, стекла), шов, в котором прикреплены детали, обычно будет гораздо менее заметным, если показатель преломления клея совпадает с показателем преломления окружающего объекта. Поэтому реставраторы искусства могут измерить индекс объектов, а затем использовать клей с соответствующим индексом. Точно так же потери (недостающие участки) в прозрачных или полупрозрачных объектах часто заполняются материалом с соответствующим индексом.^[4]

В клеях для оптических компонентов

Некоторые оптические компоненты, такие как Призма Волластона или же Призма николя, состоят из нескольких прозрачных частей, которые непосредственно прикреплены друг к другу. Клей обычно соответствует индексам деталей. Исторически, Канадский бальзам использовался в этом приложении, но теперь чаще используется эпоксидная смола или другие синтетические клеи.