[發明專利]一種便攜式折射率測量裝置和折射率測量方法

有效

• 申請號: 201810076814.1
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108333146B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 楊臻垚;曹俊杰;卞殷旭
• 申請（專利權）人: 紹興柯橋睿宇光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 解明鎧;劉靜靜

1.一種便攜式折射率測量裝置，包括沿光路依次布置的光源、樣品池以及圖像傳感器，其特征在于，在光源與樣品池之間還設有標定板，該標定板帶有標定圖案；

所述圖像傳感器用于在樣品池放置待測樣品前后，分別獲取標定圖案的圖像數據，以計算待測樣品的折射率；

還設有控制模塊，用于接收和處理來自所述圖像傳感器的圖像數據，經計算獲得待測樣品的折射率；

所述控制模塊包括處理器和存儲器，存儲器中配置有以下指令模塊供處理器調用運行：

第一模塊，用于讀取在樣品池放置待測樣品前、后，圖像傳感器采集的標定圖案的全息圖；

第二模塊，用于根據樣品池放置待測樣品前、后所對應的全息圖分別計算標定圖案與圖像傳感器之間的光程，具體步驟包括：

(1)預估光程范圍(0～l_max)；

(2)利用黃金分割選擇法，在預估光程范圍內選擇50～500個l值，針對每一l值將圖像傳感器上的強度圖像的根號值逆向傳播-l的距離，得到物平面上的偽復振幅分布u(x₀,y₀；0)；

(3)計算每一l值下偽復振幅分布的模值的導數的Gini系數即GoG，當GoG為最小時，選取對應的l；

在(0～l)找到GoG最小時對應的l_zuo；

在(l～l_max)找到GoG最小時對應的l_you；

(4)將(l_zuo～l_you)設為最新的l的搜索范圍，重復步驟(2)和步驟(3)，直到l_you-l_zuo符合設定值要求，此時的l值即標定圖案與圖像傳感器之間光程；

第三模塊，根據如下公式計算待測樣品的折射率n；

式中d為待測樣品的厚度，l₁和l₂分別為樣品池放置待測樣品前、后，標定圖案與圖像傳感器之間的光程。

2.一種便攜式折射率測量裝置，包括沿光路依次布置的光源、樣品池以及圖像傳感器，其特征在于，在光源與樣品池之間還設有標定板，該標定板帶有標定圖案；

所述圖像傳感器用于在樣品池放置待測樣品前后，分別獲取標定圖案的圖像數據，以計算待測樣品的折射率；

還設有控制模塊，用于接收和處理來自所述圖像傳感器的圖像數據，經計算獲得待測樣品的折射率；

所述控制模塊包括處理器和存儲器，存儲器中配置有以下指令模塊供處理器調用運行：

第一模塊，用于讀取在樣品池放置待測樣品前、待測樣品平行的放置在標定圖案與圖像傳感器之間、待測樣品偏轉的放置在標定圖案與圖像傳感器之間，三種狀態下圖像傳感器采集的標定圖案的全息圖；

第二模塊，用于根據三種狀態下對應的全息圖分別計算標定圖案與圖像傳感器之間的光程，具體步驟包括：

(1)預估光程范圍(0～l_max)；

(2)利用黃金分割選擇法，在預估光程范圍內選擇50～500個l值，針對每一l值將圖像傳感器上的強度圖像的根號值逆向傳播-l的距離，得到物平面上的偽復振幅分布u(x₀,y₀；0)；

(3)計算每一l值下偽復振幅分布的模值的導數的Gini系數即GoG，當GoG為最小時，選取對應的l；

在(0～l)找到GoG最小時對應的l_zuo；

在(l～l_max)找到GoG最小時對應的l_you；

(4)將(l_zuo～l_you)設為最新的l的搜索范圍，重復步驟(2)和步驟(3)，直到l_you-l_zuo符合設定值要求，此時的l值即標定圖案與圖像傳感器之間光程；

第三模塊，根據如下公式計算待測樣品的折射率n和厚度d；

式中d為待測樣品的厚度，l₁、l₂和l₃分別三種狀態下，標定圖案與圖像傳感器之間的光程，θ為待測樣品偏轉角度，即與標定圖案與圖像傳感器間垂線的夾角。