Введение
В оптике, материал с подобным показателем преломления – это вещество, обычно жидкость, цемент (клей) или гель, показатель преломления которого близок к показателю преломления другого объекта (например, линзы, материала, оптического волокна и т.д.). Когда два вещества с одинаковым показателем преломления находятся в контакте, свет переходит от одного к другому без отражения и преломления. Благодаря этому, они используются в различных областях науки, техники и искусства. Например, в популярном домашнем эксперименте стеклянный стержень становится почти невидимым при погружении в прозрачную жидкость, например, уайт-спирит.
В микроскопическом исследовании
В световой микроскопии, иммерсия в масло – это техника, используемая для повышения разрешения микроскопа. Это достигается путем погружения как объектива, так и препарата в прозрачное масло с высоким показателем преломления, что увеличивает числовую апертуру объектива. Иммерсионные масла – это прозрачные масла, обладающие специфическими оптическими и вязкостными характеристиками, необходимыми для использования в микроскопии. Обычно используемые масла имеют показатель преломления около 1,515. Иммерсионный объектив – это объектив, специально разработанный для работы с иммерсионным маслом. Показатель преломления масла обычно подбирается таким образом, чтобы соответствовать показателю преломления стекла объектива и покровного стекла. Более подробную информацию можно найти в основной статье «Иммерсия в масло». Некоторые микроскопы также используют другие материалы для подбора показателя преломления, помимо масла; см. объектив для иммерсии в воду и твердотельную иммерсионную линзу.
В оптических волокнах
В оптических волокнах и телекоммуникациях материал для согласования показателей преломления может использоваться совместно с парами соединенных разъемов или с механическими сращиваниями для уменьшения сигнала, отраженного в направляемом режиме (известного как потеря на возврат) (см. Оптический волоконный разъем). Без использования материала для согласования показателей преломления отражения Френеля будут возникать на гладких торцах волокна, если отсутствует интерфейс волокна с воздухом или другое значительное рассогласование показателей преломления. Эти отражения могут достигать −14 дБ (то есть, на 14 дБ ниже оптической мощности падающего сигнала). Когда отраженный сигнал возвращается к передающему концу, он может быть отражен повторно и вернуться к принимающему концу на уровне, который на 28 дБ ниже прямого сигнала плюс удвоенные потери в волокне. Отраженный сигнал также будет задержан во времени вдвое больше, чем задержка, вносимая волокном. Двойное отражение и задержка сигнала, наложенные на прямой сигнал, могут заметно ухудшить аналоговый видеосигнал с амплитудной модуляцией базовой полосы. Напротив, для цифровой передачи отраженный сигнал часто не оказывает существенного влияния на обнаруженный сигнал в точке принятия решения цифрового оптического приемника, за исключением случаев, когда отношение битовых ошибок значительно. Однако некоторые цифровые передатчики, такие как использующие лазер с распределенной обратной связью, могут быть подвержены влиянию обратного отражения и, следовательно, выходить за пределы спецификаций, таких как коэффициент подавления боковых мод, что потенциально ухудшает отношение битовых ошибок системы. Поэтому сетевые стандарты, предназначенные для лазеров DFB, могут указывать допустимый уровень обратного отражения, например, −10 дБ для передатчиков, чтобы они оставались в пределах спецификаций даже без согласования показателей преломления. Этот допустимый уровень может быть достигнут с помощью оптического изолятора или за счет снижения эффективности сопряжения. Для некоторых применений вместо стандартных полированных разъемов (например, FC/PC) могут использоваться углошлифованные разъемы (например, FC/APC), при этом неперпендикулярный угол шлифовки значительно снижает отношение отраженного сигнала, излучаемого в направляемый режим, даже в случае интерфейса волокна с воздухом.
В экспериментальной динамике жидкостей
Индексное согласование используется в жидкость-жидкость и жидкость-твердое (многофазный поток) экспериментальных системах для минимизации искажений, возникающих в этих системах. Это особенно важно для систем с большим количеством интерфейсов, которые становятся оптически недоступными. Согласование показателей преломления минимизирует отражение, преломление, дифракцию и вращение на интерфейсах, обеспечивая доступ к областям, которые в противном случае были бы недоступны для оптических измерений. Это критически важно для современных оптических методов, таких как лазерно-индуцированная флуоресценция, скоростная визуализация потока частиц и скоростная траекторная визуализация потока частиц, и других.
В области сохранения искусства
Если скульптура разбита на несколько частей, специалисты по консервации произведений искусства могут соединить фрагменты, используя клей, такой как Paraloid B 72 или эпоксидная смола. Если скульптура изготовлена из прозрачного или полупрозрачного материала (например, стекла), шов, где соединены фрагменты, обычно будет менее заметен, если показатель преломления клея соответствует показателю преломления окружающего материала. Поэтому специалисты по консервации могут измерять показатель преломления объектов, а затем использовать клей с подобранным показателем преломления. Аналогично, утраты (отсутствующие участки) в прозрачных или полупрозрачных объектах часто восполняются материалом с подобранным показателем преломления.
В клеях для оптических компонентов
Некоторые оптические компоненты, такие как призма Волластона или призма Ниcola, состоят из нескольких прозрачных деталей, соединенных непосредственно друг с другом. Индекс преломления клея обычно подбирается в соответствии с деталями. Исторически в этом применении использовался канадский бальзам, но в настоящее время чаще применяются эпоксидные или другие синтетические клеи.