基于散射光偏振分布差的颗粒尺寸及折射率测量

提出一种基于颗粒散射光强正交分布差的颗粒尺寸和折射率同时测量方法.该方法利用颗粒散射光的垂直/平行分量和预设折射率,通过改进的Chahine算法反演得到粒径分布.根据所得粒径分布,计算得到平行/垂直分量,并与测量的平行/垂直分量比对,计算其拟合残差.遍历可能的折射率,使拟合残差趋于无穷小时,所对应的折射率即为颗粒的折射率,对应的粒度分布即为样品粒度分布.对聚丙乙烯标准颗粒、碳化硅及石墨样品进行测量,测量结果显示:对无吸收颗粒,折射率测量准确,吸收性颗粒虚部测量准确,使用所得到折射率测量值可得到准确的粒度分布.     

大气气溶胶粒子折射率虚部反演方法研究

提出了反演折射率虚部的方法.以光散射为原理的粒子计数器测量光学等效直径,其结果受折射率虚部的影响较大;以粒子飞行时间为原理的粒子计数器测量空气动力学直径,其结果不受折射率虚部的影响.利用两种仪器的测量结果受折射率影响的差异来反演大气气溶胶的折射率虚部.通过与其它独立的测量结果对比表明,该方法反演气溶胶折射率虚部是合理的.     

大气气溶胶粒子折射率虚部反演方法研究

提出了反演折射率虚部的方法.以光散射为原理的粒子计数器测量光学等效直径,其结果受折射率虚部的影响较大;以粒子飞行时间为原理的粒子计数器测量空气动力学直径,其结果不受折射率虚部的影响.利用两种仪器的测量结果受折射率影响的差异来反演大气气溶胶的折射率虚部.通过与其它独立的测量结果对比表明,该方法反演气溶胶折射率虚部是合理的.     

基于遮光效应测量液体折射率

分析了水槽底面上形成的圆形暗斑的机理,建立了圆形暗斑图像与液体折射率之间的解析关系,提出基于遮光效应测量液体折射率的方法,可实现液体折射率原位、非接触测量.利用该方法测量了无水乙醇、丙酮和乙醚透明液体的折射率.结果表明,该方法的测量精确度与商用的数字阿贝折射仪相当.     

用液芯柱透镜测量液体折射率

制作了一种液芯变焦柱透镜并将其用于精确测量液体的折射率.在空心的柱透镜内注入待测折射率的液体,通过测量液芯透镜的焦距,根据焦距和折射率之间的关系,计算出液芯介质的折射率.此方法有效地提高了折射率测量的灵敏度,减小了测量系统的景深.选取×20倍显微物镜可实现液体折射率1.3～1.642范围内的精确测量,单次测量误差小于0.000 2.     

使用红外干涉仪测量红外材料折射率

使用自行研制的泰曼型红外干涉仪测量红外材料的折射率.在干涉仪的测试臂中加一个旋转台,将被测件放在旋转台上旋转,在旋转过程中经过被测件的光程发生改变,导致干涉条纹发生移动,通过测量条纹的移动数和被测件的旋转角度来计算出被测件的折射率.测量结果显示,25°C时在10.6μm波段处锗单晶的折射率为4.003,硫系玻璃锗砷硒(GeAsSe)的折射率为2.494.折射率测量的误差在10-3量级,增加被测件的厚度会进一步提高折射率的测量准确度,待测红外材料的折射率越低,测量准确度越高.     

使用红外干涉仪测量红外材料折射率

使用自行研制的泰曼型红外干涉仪测量红外材料的折射率.在干涉仪的测试臂中加一个旋转台,将被测件放在旋转台上旋转,在旋转过程中经过被测件的光程发生改变,导致干涉条纹发生移动,通过测量条纹的移动数和被测件的旋转角度来计算出被测件的折射率.测量结果显示,25 °C时在10.6 μm波段处锗单晶的折射率为4.003,硫系玻璃锗砷硒（GeAsSe）的折射率为2.494.折射率测量的误差在10－3量级,增加被测件的厚度会进一步提高折射率的测量准确度,待测红外材料的折射率越低,测量准确度越高.     

在1341.4 nm激光波长对生物组织折射率的测量

根据全反射原理,设计一个由准直宽光束和双棱镜构成的测量装置用于测量生物组织的折射率.在波长632.8 nm通过对几个样品测量,证明该方法用于测量生物组织的折射率具有可靠、精确和简单易行的特点.第一次测得了某些生物组织在1341.4 nm 的折射率,也为在1341.4 nm激光波长测量人体组织的折射率提供了一种有效的方法.     

测量晶体最大双折射率温度系数的偏光干涉法

介绍了测量晶体的最大双折射率温度系数的偏光干涉法. 利用分光光度计测量出不同温度下晶体波片的偏光干涉谱. 通过对不同温度下谱线极值点所对应波长的精确判断,准确计算出相应的最大双折射率,并由曲线拟合得到最大双折射率温度系数的表达式. 测量的双折射率精度可达到10-5.     

基于液芯柱透镜实现透明液体质量分数的测量

通过测量基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)基片的液芯柱透镜的后焦距,可实现液体折射率的快速测量;根据液体质量分数与折射率之间的良好线性关系,准确计算出待测透明液体的质量分数.搭建光学测量系统,以NaCl溶液和蔗糖溶液为例,构建了液体质量分数与液体折射率的关系模型,实现了溶液质量分数的测量,并对其测量不确定度进行了分析.基于PDMS基片的液芯柱透镜对注入其中的液体折射率的最小分辨能力优于0.000 2 RIU,质量分数测量不确定度可控制在0.12%以内.该测量方法适用于微量液体折射率及质量分数的测量.     

高折射率玻璃微珠折射率的测量

用激光作为测量光源,利用激光经玻璃微珠一次或多次内部反射后出射,形成最小偏转角的原理,对高折射率玻璃微珠折射率的测量进行了理论分析和实验测试.比较了不同内反射次数对测量精度的影响.该测量方法尤其适用于已在微珠列阵逆向反光膜上大量使用的、折射率位于1.8～2.4之间的高折射率玻璃微珠折射率的测量,较传统方法具有简便、快捷和安全的特点.经分析和对不同类型微珠样品的实测比较,获得了测量精度优于1%的结果.     

测量液体折射率的一种新方法——液芯柱透镜散焦宽度法

本文提出了一种基于消球差复合液芯柱透镜快速、准确测量液体折射率的新方法——液芯柱透镜散焦宽度法.该方法利用消球差复合液芯柱透镜在较宽折射率范围内系统球差小、成像准确的特点,基于不同折射率在成像系统上呈现一一对应的散焦图像,仅需采集一幅散焦图像即可得到待测液体的折射率.用该方法测量了室温(20℃)下21组不同液体的折射率,测量结果与用阿贝折射仪测量结果一致,用ZEMAX和光线追迹逐面成像法仿真的散焦宽度图像与实验图像一致.用该方法测量液体折射率具有系统简单、稳定性好、操作简便、测量速度快等特点.     

读数显微镜测量毛细管管壁折射率

文章提出一种利用读数显微镜测量毛细管管壁折射率的方法,通过测量毛细管内外径和毛细管平放时左右两侧内壁界面的读数,计算毛细管的折射率,结果与其他方法测量的折射率一致.     

色散、群速与群折射率

本文讨论了群折射率存在的物理意义,指出群折射率不仅包含了折射率概念而且还体现了折射率的色散性质,同样能作为材料本身的光学性质参量.接着指出在折射率的白光干涉法测量中存在着忽视色散作用而导致的将群折射率误认为折射率的情况.将群折射率与折射率区别开来,不仅可以消除折射率测量中所存在的错误,而且可以突出色散现象在光传播时间特性上的意义.为此建立了折射率与群折射率的相互变换关系,通过对于典型物质的折射率与群折射率变换关系的计算,说明二者在数值上的差别甚至对于气体介质来说也是不能忽略的.     

小尺度表面粗糙度与介质吸收对介质折射率测量的影响

将介质表面的小尺度粗糙度等效为覆盖在理想光滑表面上的多层等厚折射率渐变的薄膜,并通过特征矩阵计算多层等效膜模型的P光反射率与入射角的关系.将吸收介质的折射率虚部带入菲涅尔公式进行计算.运用COMSOL Mutiphysics软件对表面粗糙度和介质吸收进行建模和仿真计算.计算结果表明,小尺度表面粗糙度与介质吸收都会导致折射率测量产生误差.分别考虑以布儒斯特角和全反角作为折射率测量的手段,为了得到优于10-5的测量准确度,测量表面粗糙介质的折射率时,采用全反角进行判定;测量具有吸收效应的介质折射率时,采用布儒斯特角进行判定.     

DISPERSION

本文讨论了群折射率存在的物理意义,指出群折射率不 仅包含了折射率概念而且还体现了折射率的色散性质,同样能作为材料本身的光学 性质参量.接着指出在折射率的白光干涉法测量中存在着忽视色散作用而导致的将群折射率 误认为折射率的情况.将群折射率与折射率区别开来,不仅可以消除折射率测量中所存在的 错误,而且可以突出色散现象在光传播时间特性上的意义.为此建立了折射率与群折射率的 相互变换关系,通过对于典型物质的折射率与群折射率变换关系的计算,说明二者在数值上 的差别甚至对于气体介质来说也是不能忽略的.     

自制仪器测量不同质量分数的盐水折射率

根据光的全反射原理,利用三棱镜和亚克力玻璃制作了透明液体折射率测量装置.测量了蒸馏水的折射率和不同质量分数的盐水折射率,探究了折射率和盐水质量分数之间变化关系,并绘制出了关系曲线.最终得出结论:盐水的浓度越高,其折射率也就越大,且当盐水的质量百分浓度达到7.50%后,盐水折射率随百分浓度的变化接近线性变化.     

基于布儒斯特定律的宝石折射率的测量

折射率是天然或人造宝石均具备的特征参量,对于宝石种类和纯度的鉴定具有重要意义.本文基于大学物理实验教学中的布儒斯特定律,设计了无损测量宝石折射率的方案,并搭建了完整的测量和导向装置,实现了对待测样品折射率参量的高精度自动采集.测量结果表明：利用该装置测定和田玉、钻石样品的折射率值与理论值吻合较好.     

基于PASCO平台的透明材料折射率的测量

将迈克耳孙干涉仪和PASCO实验平台相结合,设计了一种高精度、高效率测量透明材料折射率的方法.首先分析PASCO迈克耳孙干涉仪测量材料折射率的原理,然后利用高性能PASCO传感器和计算机对干涉条纹进行图像采集和数据处理,得到待测透明材料的折射率信息.最后对材料折射率的不确定度进行探究.实验结果表明,旋转角度θ对折射率的不确定度影响最大,厚度d次之,干涉条纹计数K影响最小.PASCO实验平台配合迈克耳孙干涉仪可以准确、高效的记录干涉条纹在"吞吐"时光强的变化,降低条纹计数测量的不确定度,从而提高透明材料折射率的计算精度.同时该方法还可用于和透明材料折射率相关的其他特性的测量.     

改进的油浸法测量聚硅氧烷微球的折射率

在传统的油浸法基础上,引入透光率指标来判断粉体与浸液折射率的差异,测量了聚硅氧烷微球粉体的折射率.该方法将传统油浸法的适用范围扩展至超细粉体甚至纳米粉体的折射率测量.