인덱스매칭재료

Index-matching material

광학에서 인덱스 매칭 물질은 물질, 대개 액체, 시멘트(접착물) 또는 로서 다른 물체(렌즈, 재료, 광섬유 등)와 거의 근접한 굴절 지수를 가지고 있다.

같은 지수를 가진 두 물질이 접촉하면 빛은 반사굴절도 없이 한 물질에서 다른 물질로 전달된다. 이와 같이 과학, 공학, 예술 분야에서도 다양한 용도로 사용되고 있다.

예를 들어, 인기 있는 가정 실험에서는 유리 막대를 광물 정령과 같은 지수 매칭의 투명한 액체에 담가 거의 보이지 않게 만든다.[1]

현미경으로 보면

가벼운 현미경 검사에서 기름침입은 현미경분해능을 높이기 위해 사용되는 기술이다. 이는 목표 렌즈와 시료를 굴절률이 높은 투명한 오일에 담가 목표 렌즈의 수치적 간격을 증가시킴으로써 달성된다.

몰입 오일은 현미경 검사에서 사용하는 데 필요한 특정한 광학 및 점성 특성을 가진 투명한 오일이다. 사용되는 일반적인 기름은 1.515 전후의 굴절 지수를 가지고 있다.[2] 오일 흡수 목표는 이러한 방식으로 사용하도록 특별히 설계된 객관적 렌즈다. 기름의 색인은 일반적으로 현미경 렌즈 유리와 커버 슬립의 색인과 일치하도록 선택된다.

자세한 내용은 주요 기사인 오일몰입을 참조하십시오. 어떤 현미경들은 기름 이외에도 다른 인덱스 매칭 물질을 사용한다; 물침입 목표고체침입 렌즈를 참조하라.

광섬유로

광섬유와 통신의 경우, 유도 모드에 반사되는 신호(반환 손실이라고 함)를 줄이기 위해 인덱스 매칭 재료를 결합하거나 기계적 스플라이스와 함께 사용할 수 있다(광섬유 커넥터 참조). 인덱스 매칭 재료를 사용하지 않으면 섬유-공기 인터페이스 또는 기타 굴절률에 유의한 불일치가 없는 한 섬유 끝면에서 프레스넬 반사가 발생한다. 이러한 반사는 -14dB(즉, 입사 신호의 광학 출력보다 14dB 낮음)만큼 높을 수 있다. 반사된 신호가 송신 엔드로 되돌아갈 때, 그것은 다시 반사되어 직사 신호 아래의 섬유 손실의 2배인 28dB의 레벨에서 수신 엔드로 되돌아갈 수 있다. 반사신호도 광섬유가 도입한 지연시간의 2배가량 지연된다. 직접 신호에 겹쳐진 두 번 반사되고 지연된 신호는 아날로그 베이스밴드 강도 변조 비디오 신호를 눈에 띄게 저하시킬 수 있다. 반대로 디지털 전송의 경우, 비트-오류 비율이 큰 한계 경우를 제외하고 반사신호는 디지털 광학 수신기의 결정 지점에서 보이는 감지 신호에 실질적인 영향을 미치지 않는 경우가 많다. , 분산 피드백 레이저를 사용하는 것과 같은 특정 디지털 송신기는 백반사의 영향을 받은 다음 측면 모드 억제 비율, 잠재적으로 저하되는 시스템 비트 오류 비율과 같은 사양을 벗어날 수 있으므로 DFB 레이저를 위한 네트워킹 표준은 -10dB와 같은 백반사 허용오차를 지정할 수 있다. 인덱스 일치 없이 사양을 벗어나지 않도록 송신기용. 이러한 역반사 허용오차는 광학 아이솔레이터를 사용하거나 커플링 효율을 감소시킴으로써 달성될 수 있다.

일부 용도의 경우, 표준 광택 커넥터(예: FC/PC) 대신 각도 광택 커넥터(예: FC/APC)를 사용할 수 있으며, 수직이 아닌 광택 각도로 인해 광섬유 인터페이스의 경우에도 유도 모드로 발사되는 반사 신호의 비율이 크게 감소한다.

실험 유체 역학에서

인덱스 매칭은 이러한 시스템에서 발생하는 왜곡을 최소화하기 위해 액체-액체-고체(멀티파아제 흐름) 실험 시스템에서 사용되는데,[3] 이는 특히 광학적으로 접근할 수 없게 되는 인터페이스가 많은 시스템에 중요하다. 굴절 지수를 일치시키면 인터페이스에서 발생하는 반사, 굴절, 회절 및 회전을 최소화하여 광학적 측정에 접근할 수 없는 지역에 접근할 수 있다. 이는 레이저 유도 형광, 입자 이미지 벨로시메트리입자 추적 벨로시메트리와 같은 고급 광학 측정에 특히 중요하다.

예술 보존에 있어서.

조각품이 여러 조각으로 부서지면 미술품 관리자들Paraloid B-72에폭시와 같은 접착제를 사용하여 조각을 다시 붙일 수 있다. 조각품이 투명하거나 반투명하게 만들어진 경우(유리와 같은) 접착제의 굴절률과 주변 물체의 굴절률과 일치하면 조각이 부착된 솔기는 보통 훨씬 덜 눈에 띈다. 따라서 예술 관리자들은 물체의 색인을 측정한 다음 색인과 일치하는 접착제를 사용할 수 있다. 마찬가지로 투명 또는 반투명 객체의 손실(부분 누락)은 인덱스 일치 재료를 사용하여 채우는 경우가 많다.[4]

광학 구성 요소 접착제 사용

월라스톤 프리즘이나 니콜 프리즘과 같은 특정 광학 부품은 서로 직접 붙어 있는 여러 개의 투명한 조각으로 이루어져 있다. 접착제는 보통 조각과 색인이 일치한다. 역사적으로 캐나다 발삼은 이 어플리케이션에서 사용되었지만, 지금은 에폭시나 다른 합성 접착제를 사용하는 것이 더 일반적이다.

참조

  • Public Domain 문서에는 일반 서비스 관리 문서의 공용 도메인 자료가 포함되어 있다. "Federal Standard 1037C".
  1. ^ 아이들을 위한 광학 - "잔에 컵을 놓아라" 가정 실험
  2. ^ "마이크로스코프 목표: 2002년 올림푸스 현미경 자원 센터(website), 모티머 아브라모위츠와 마이클 W. 데이비슨이 쓴 '몰입 미디어'.
  3. ^ Wright, S.F., Zadrazil, I. & Markides, C.N. (2017). "A review of solid–fluid selection options for optical-based measurements in single-phase liquid, two-phase liquid–liquid and multiphase solid–liquid flows". Experiments in Fluids. 58 (9): 108. Bibcode:2017ExFl...58..108W. doi:10.1007/s00348-017-2386-y.{{cite journal}}: CS1 maint: 작성자 매개변수 사용(링크)
  4. ^ John M. Messinger and Peter T. Lansbury (1989). "Controlling the refractive index of epoxy adhesives". Journal of the American Institute for Conservation. 28 (2): 127–136. doi:10.2307/3179485. JSTOR 3179485.{{cite journal}}: CS1 maint: 작성자 매개변수 사용(링크)