[發明專利]基于全內反射的混合物折射率測量方法

無效

• 申請號: 201210062141.7
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN102590141A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 葉青;鄧志超;王槿;孫騰騫;張春平;田建國
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種物質折射率的測定方法，特別涉及一種基于全內反射原理測量混合物質各組分折射率的方法。?

背景技術

折射率是物質的重要性質之一，物質的折射率測量在環境監測、醫療診斷、實時監控等諸多領域都有著廣闊的應用，并且物質折射率的測量本身也是光學的一個重要內容。目前，用于測量物質折射率的方法有很多，如自然準直法、最小偏向角法、V型棱鏡法等等，這些方法各具特點，都是建立在折射反射定律基礎之上，并且這些方法都只用于測量均勻物質的折射率性質。然而，迄今為止，還沒有一種方法能夠實現對復雜的混合物質進行測量，并能夠得到混合物質各個組分的折射率的方法。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠測量復雜的、混合的物質，并得到各個組份的折射率的方法。?

為實現上述目的，本發明的步驟如下：?

第一步：使用平行光作為光源，通過偏振片，由棱鏡的一側以某一角度入射并照射在棱鏡-混合樣品的分界面上，其反射光通過棱鏡的另一側出射，使用光強探測器檢測、接收出射光，并將數據送入計算機，從而得到該角度下混合樣品的反射光強值。?

第二步：保持入射光束在棱鏡-混合樣品界面上的照射點不改變，轉動棱鏡，改變棱鏡-混合樣品界面入射光的入射角度，重復第一步過程，得到不同角度下混合樣品的反射光強值，從而得到反射光強隨入射角度變化的分布曲線。?

第三步：對第二步得到的曲線對角度進行求導，在導數的曲線上得到與待測混合樣品組份元數對應的多個峰，每一個峰的位置對應該樣品一種組份的全內反射臨界角，根據全內反射臨界角與折射率之間的關系式，可以得到該混合樣品每個組分的折射率。?

附圖說明

圖1是本方法的光路示意圖。?

圖2是黑白條紋大理石二元樣品反射光強對入射光角度的分布曲線。?

圖3是黑白條紋大理石二元樣品反射光分布對角度的導數。?

圖4是705硅橡膠、甘油、固爾奇super88噴膠三元樣品反射光強對入射光角度的分布曲線。?

圖5是705硅橡膠、甘油、固爾奇super88噴膠三元樣品反射光強分布對角度的導數。?

具體實施方式

下面結合附圖說明一下具體的實施方法：?

圖1是本方法所使用的光路示意圖，圖中，1是平行光源；2是偏振片，用于生成所需要的偏振光；3是棱鏡；4是待測的混合樣品；5是光強探測器，用于檢測出射光的光強；6是計算機，用于采集光強探測器5的數據并進行處理。?

本方法的具體實施步驟如下：?

第一步：使用平行光作為光源1，通過偏振片2，由棱鏡3的一側以某一角度入射并照射在棱鏡-混合樣品的分界面上，其反射光通過棱鏡3的另一側出射，使用光強探測器5檢測、接收出射光，并將數據送入計算機6，從而得到該角度下混合樣品的反射光強值。?

第二步：保持入射光束在棱鏡-混合樣品界面上的照射點不改變，轉動棱鏡3，改變棱鏡-混合樣品界面上入射光的入射角度，重復第一步過程，得到不同角度下混合樣品的反射光強值，從而得到反射光強隨入射角度變化的分布曲線。?

第三步：對第二步得到的曲線對角度進行求導，在導數的曲線上得到與待測混合樣品組份元數對應的多個峰，每一個峰的位置對應該樣品一種組份的全內反射臨界角，根據全內反射臨界角與折射率之間的關系式，可以得到該混合樣品每個組分的折射率。?

基于本方法的實施例1：使用黑白條紋相間的大理石作為二元待測樣品。圖2是該二元樣品的反射光強對入射光角度的分布曲線。圖3是使用圖2中的曲線對角度進行求導所得到的曲線。圖中可以看到兩個明顯的峰，分別對應大理石樣品的兩種組份的全內反射臨界角，進而得到每種組份的折射率。?

基于本方法的實施例2：使用705硅橡膠、甘油、固爾奇super88型噴膠作為三元待測樣品。圖4是該三元樣品的反射光強對入射光角度的分布曲線。圖5是使用圖2中的曲線對角度進行求導所得到的曲線。圖中可以看到3個明顯的峰，分別對應三種組份的全內反射臨界角，進而得到每種組份的折射率。?