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.     

利用线阵CCD测量液体折射率实验研究

提出一种利用线阵CCD测量液体折射率的方案,平行光束经过透镜汇聚,在汇聚点处设置线阵CCD检测光束直径大小,在透镜后加入液体,光束发生折射,利用线阵CCD测量出光束直径变化量,即可测量得液体的折射率。实验测量得蒸馏水、乙醇液体的折射率与标准值吻合,相对误差小于0.4%。对不同折射率的液体,只需测量出光束直径变化量即可测量出折射率。本方案结构简单、测量操作简化、测量准确,在物理实验教学和折射率测量仪研制中具有应用价值。     

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.     

一种测量透明液体浓度的实验装置

针对现有测量液体浓度装置结构复杂，成本高，使用不便，不便于学校和一些小型研究机构使用的不足，利用光栅衍射法设计了一种测量透明液体浓度的装置。装置根据折射率和放入待测液体前后的光栅衍射角的关系进行液体折射率的测量，通过实验探究出液体折射率和液体浓度的关系，这样在测得未知透明液体折射率后就可通过换算得到其浓度。     

基于最小偏向角法的高精度液体折射率测量装置的优化设计与测量研究

为了实现利用最小偏向角法对无定形流体的高精度折射率测量,设计了一种全新的恒温空心三棱镜装置,对该装置的光路和恒温组件进行精确设计,将其应用于测量液体折射率,对测量结果和不确定度进行定量分析。首先,通过对三棱镜光学平面的精确设计和加工,实现对测量光线的精准控制。其次,通过对恒温夹套内空心管路的迂回设计,使测量池内液体的温度波动和温场均匀性满足高精度折射率测量要求。最后,将该装置应用于液体折射率测量,定量分析了各影响因素的测量不确定度。实验结果表明：对于水、异辛烷、四氯乙烯3种液体,其折射率测量精度达到10-7,测量不确定度可低至10-5。实现了用最小偏向角法对液体折射率的高精度测量。     

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.     

基于全反射原理液体折射率测量装置的设计与制作

液体折射率是表征液体光学特性的重要参数,在许多研究领域对液体的折射率进行直接测量是十分必要的.本文依据全反射定律的物理原理并运用现代传感器技术完成了对透明液体的折射率测量装置的设计与制作,可以实现透明液体折射率的实时测量,相对误差较小,具有成本低、快捷有效等特点,在实验技术等研究领域具有一定的应用价值.     

基于改进的迈克尔逊干涉仪的液体折射率测量方法研究

液体折射率是重要光学参数之一，液体折射率参数测量在食品生产鉴定、光学加工等领域都具有重要意义。本文基于便携式迈克尔逊干涉仪，在光学减震台上加装旋转微调载物台，综合考虑旋转后容器器壁、待测液体、空气中光程差的改变量，得到液体折射率的计算公式，与阿贝折射仪测量液体折射率的值进行比较，实验测得水、不同浓度的葡萄糖溶液以及不同浓度的氯化钠溶液，平均相对误差分别为1.1%、3.3%、2.0%,实验过程中测量的最大误差为5.9%,为液体折射率测量提供了一种可行方法，实现液体折射率的测量。本文也可作为迈克尔逊干涉仪的拓展实验，对本科生的创新能力培养有重要意义。     

利用光子晶体测量透明液体折射率

设计了用反Opal结构光子晶体测量透明液体折射率的实验.根据布拉格公式推导了用反Opal光子晶体测量透明液体折射率的公式.利用紫外-可见分光光度计分别测得光子晶体处于空气和透明液体中的透射谱,由透射谱分别确定光子晶体处于2种介质中的禁带中心波长,将中心波长代入测量公式即可得到透明液体折射率.实验测量了水和甘油的折射率,得到了与公认值相吻合的结果.     

利用光栅的衍射光强测量液体折射率

介绍了一种利用光栅的一级衍射光斑光强测量待测液体折射率的方法,简称光栅光强法。阐明了光栅光强法测量液体折射率的实验原理,组建实验装置,测量了水-丙三醇、蛋白-pH10缓冲液两种混合液体的折射率和光栅衍射光强的关系曲线,测量得到的无水乙醇的折射率与理论值的相对误差小,具有实验装置易于搭建、操作简单的特点,在实验教学研究等领域具有一定的研究和应用价值。     

用光拍法研究葡萄糖溶液密度和折射率的关系

实验根据葡萄糖溶液浓度不同对折射率的影响,采用光拍法测定液体的折射率,计算出液体的密度,并采用最小二乘法进行线性拟合,最后发现葡萄糖溶液的密度和折射率几乎呈线性关系.     

光谱型椭偏仪对各向异性液晶层的测量

探讨了利用普通光谱型椭偏仪对各向异性液晶层进行综合性测量的可行性. 并利用法国Jobin Yvon公司的UVISEL SPME(Spectroscopic Phase Modulated Ellipsometer)光谱型椭偏仪测量了光学各向异性液晶层的折射率n_o和n_e及液晶层厚d，进一步利用椭偏仪在透射方式下测量了平行排列液晶层的光延迟特性Δnd，二者取得了很好的一致性，说明利用光谱型椭偏仪可以实现对光学单轴性液晶层及其他材料的测量，测厚精度为纳米量级. 关键词： 光谱型椭偏仪 各向异性 折射率 相位延迟     

干涉法测量液体膨胀系数的讨论

液体的折射率和液体的密度有直接关系,液体密度又与温度有关,根据已有关于透明介质的折射率公式,可得液体的膨胀系数的测量方法.迈克耳孙干涉法是测量液体折射率的温度系数的简捷的手段.用此方法得出了液体的膨胀系数,进而讨论了关于液体折射率的2个不同公式的精确程度.     

Determination of refractive indices of liquids by Fresnel diffraction

We demonstrate an easy, reliable, applicable, and sensitive method to measure refractive index of liquids by using Fresnel diffraction. In this method a cylindrical glass rod, in general, or an optical fiber in special case, is immersed into a liquid. Physical parameters of the rod, like radius and refractive index, should be well known. Then, the normalized intensity distribution on the Fresnel diffraction pattern of a plane wave diffracted from the immersed fiber is measured. Thereafter, refractive index of the liquid is evolved by the least-square method. This method applied to determine the refractive index of four liquids; pure water, 2-propanol (isopropanol), acetone and methanol. Index of refraction of each one has been acquired for four visible wavelengths. A theoretical approach and experimental results is presented.     

A liquid refractive index detect method based on negative refraction phenomenon in 2D photonic crystal structure

This paper is mainly concerned with the investigation of negative refraction phenomenon dependent on the background refractive index in 2D photonic crystal, which consists of a hexagonal lattice of circular dielectric rods with Si. The paper presents the relationship between background refractive index and negative refraction. The relationship is investigated by using the finite-difference time-domain (FDTD) method on software RSoft. The results point out that the output power is added with the increase of the background refractive index. With the research, a new fluid refractive index detection method is proposed. Compared with other normal liquid refractive index analyzer reported, this detector has advantages of faster detection, less stray light interference and miniaturization.     

利用劈尖的等厚干涉测量液体的折射率

利用劈尖的等厚干涉测量了不同液体的折射率。在不改变劈尖夹角前提下,通过读数显微镜,分别得到劈尖在空气和液体中的干涉条纹间距ΔX_空、ΔX_液,从而运用n=ΔX_空/ΔX_液得到各液体的折射率。通过本实验,丰富了折射率测量的方式。     

Group refractive index measurement by fringes of equal chromatic order

Fringes of equal chromatic order in transmission across a thin liquid or a thin solid sample inside a wedge interferometer, followed with a grating spectrograph, are produced. A single-shot interferogram of the air and sample regions is recorded. Locations of fringes maxima in the air region are fitted in a numerical procedure based on Cauchy's dispersion function. Then it is used for measuring the interferometric gap thickness. The order of interference in the sample region is represented by a third-order polynomial in the wavenumber for deducing the sample group refractive index. An error analysis of the measured group refractive index is given. The method is applied for measuring the group refractive index of water and mica samples across the visible spectrum. The method measures both the sample thickness and its group refractive index. It is static with no moving parts and suitable for thin liquid or solid samples without immersion liquids.     

High-resolution liquid refractive-index sensor using reflective arrayed-waveguide grating

A high-resolution sensor for measuring the refractive index of liquids using a reflective arrayed-waveguide grating (AWG) is proposed. The refractive index of a liquid placed in the groove of the arrayed region is measured via the shift of the maximum intensity in the imaging plane of the AWG owing to the phase change in the region. The refractive index can be monitored in real time by measuring the power ratio between two output waveguides of the AWG with a narrow-band source. A mathematical model based on Fourier optics and wave optics is established. A fitting formula for the relationship between the power ratio and the refractive index of liquid is derived. The results of the study show that the proposed method can eliminate the effects of instability of the light source and the inner loss of the system and provide a refractive index resolution of 10⁻⁷.     

层状GRIN板折射率分布的自动测量

采用溶液 凝胶扩散共聚法成功地合成了二元体系的甲基烯酸苄酯 甲基烯酸甲酯 (BZMA MMA)层状梯度折射率板 ,折射率分布是其主要性能指标。给出了一种测量该制品折射率分布的简便实验装置和自动实现方法。该测量方法基于激光干涉的原理 ,由计算机自动跟踪干涉条纹的移动来计算梯度折射率材料的折射率分布。实验表明 ,该方法简单易行 ,具有较高的折射率测量精度 ,为科学评价自研制梯度折射率材料的性能提供了保证     

用毛细管成像法测量液相扩散系数——等折射率薄层测量方法

本文提出了一种测量液相扩散系数的新方法. 该方法用透明毛细管构成液相扩散池, 利用毛细管成像法特有的折射率空间分辨测量能力, 通过直接观察和记录扩散介质的等折射率薄层在毛细管中的移动规律, 基于扩散过程遵循的Fick第二定律计算出液相扩散系数. 在25 ℃下研究了丙三醇和纯水间的扩散过程, 扩散系数的测量值与全息干涉法的文献报道值之间的相对误差为4.47%, 论文同时分析了折射率测量精度和毛细管管壁黏滞力对扩散系数的影响. 用毛细管成像法测量液相扩散系数具有样品需要量少、测量速度快、系统稳定性好的特点, 为快速测定微量样品的扩散系数提供了一种有效的新方法. 关键词： 扩散系数 液体折射率 毛细管成像法