[發明專利]一種液體吸收介質的復折射率測量方法

有效

• 申請號: 201810952968.2
• 申請日: 2018-08-21
• 公開（公告）號: CN109211837B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 羅天舒;張秋長
• 申請（專利權）人: 廈門大學嘉庚學院
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種液體吸收介質的復折射率測量方法，首先提供一劈形吸收液體介質樣品；接著讓光源在介質界面選擇合適的入射點入射，使得折射光最后到達設定點，同時記錄該合適的入射點位置；最后根據時間最小原理，以及建立的劈形吸收液體介質的實折射角與吸收液體介質的復折射率實部和虛部的關系，計算出待測液體吸收介質的復折射率。本發明測量簡單，需要的元器件很少，光路簡單，做成儀器成本低廉。

技術領域

本發明涉及復折射率測量領域，特別是一種液體吸收介質的復折射率測量方法。

背景技術

對于吸收介質的折射率，其值用復折射率來表征。這種形式上的變化使波的性質也發生了變化，尤其是折射率虛部，不僅是介質吸收特性的根源，還影響反射光、透射光的偏振狀態。復折射率的研究不僅具有理論意義，同時還具有實際的應用價值，化工、醫藥、食品、石油等工業部門及高校教學及實驗中，經常需要測定一些液體的折射率，很多情況下它們并不是透明介質。因此，能夠準確測量吸收性液體介質的折射率，具有十分重要的現實意義。

現有的復折射率的測量方法主要是偏振技術，入射的線偏振光經吸收性介質反射后將變成橢圓偏振光，通過測量反射光的位相和振幅來測定復折射率的實部和虛部獲得，原理比較復雜，完成測量需要較多的元器件，光路比較復雜，且現有的儀器價格較貴。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提出一種液體吸收介質的復折射率測量方法，測量簡單，需要的元器件很少，光路簡單，做成儀器成本低廉。

本發明采用以下方案實現：一種液體吸收介質的復折射率測量方法，包括以下步驟：

步驟S1：提供一劈形吸收液體介質樣品；

步驟S2：讓光源在介質界面選擇合適的入射點入射，使得折射光最后到達設定點，同時記錄該合適的入射點位置；

步驟S3：根據時間最小原理，以及建立的劈形吸收液體介質的實折射角與吸收液體介質的復折射率實部和虛部的關系，計算出待測液體吸收介質的復折射率。

進一步地，步驟S1中，所述劈形吸收液體介質樣品放置于一長方體透明容器中，其中所述長方體透明容器內部設置有一個與水平面夾角為α的斜面，斜面與容器的四周壁組成用以盛放吸收液體介質樣品的劈形容腔，使得吸收液體的上表面為劈形的直角邊。

進一步地，步驟S2具體為：選擇激光作為光源，將激光垂直入射劈形吸收液體介質樣品的直角邊，左右移動光源，在待測液體吸收介質界面選擇合適的入射點O點,使得折射光經過容腔壁上的C點最后到達設定點B點，測量出入射點O點到容器其中一個壁的距離L，該壁到B點的距離為H，該壁到與其平行的另一壁的距離為m，容器底部到入射點平面的距離為S。

進一步地，所述步驟S3具體為：

步驟S31：建立實折射角和吸收液體介質復折射率的關系：

式中，n表示待測吸收液體介質的復折射率的實部，κ表示待測吸收液體介質的復折射率的虛部，n_i表示容器的折射率，表示折射到空氣的實折射角；

步驟S32：根據最小時間原理，建立待測吸收液體介質折射率實部的計算公式：

步驟S33：結合實折射角和吸收液體介質復折射率的關系，得到待測吸收液體介質的復折射率的虛部如下：

與現有技術相比，本發明有以下有益效果：本發明的方法僅需讓光從已知點入射，在介質界面選擇合適的入射點，使得折射光最后到達設定好點，只要測量出人射點的位置，同時根據光通過劈形液體吸收介質的實折射角與吸收液體介質的復折射率實部和虛部的關系，即可計算出介質的折射率，測量簡單，需要的元器件很少，光路簡單，做成儀器成本低廉。