全反射比较法测量液体折射率色散的研究

基于全反射原理,提出一种用比较法测量液体折射率色散的方法.分析了棱镜全反射比较法测量液体折射率色散的基本原理,推导得到折射率色散的计算公式.结果表明:待测液体折射率色散与标准液体折射率色散、全反射极限出射角有关,与棱镜折射率色散无关;搭建相应的实验光路及系统,通过与阿贝折射仪及双棱镜法测量折射率色散对比证明了该方法的准确性.实验测量了葡萄糖水、印度墨水、聚苯乙烯溶液、品红溶液、唾液、汗液及不同浓度蜜糖溶液样品的折射率色散曲线,同一样品的折射率随着波长的增加而降低,并通过柯西色散公式得到相关样品色散曲线的拟合方程.实验表明:测量液体折射率的精度约0.000 2;分离餐后汗液、唾液的折射率明显高于餐前,这一实验结论给糖尿病的无创检测血糖提供一种可能的思路.文中提出的方法不需要棱镜折射率及其色散数据,具有实验系统简单、样品量少、测量过程方便、测量精度高等特点,不仅适合于透明及弱吸收散射的液体,而且可被用于固体折射率色散的测量,具有实际推广应用意义.     

溶液折射率及色散系数与浓度关系的椭偏测量研究

研究利用椭圆偏振法快速准确测量葡萄糖溶液浓度.首先基于椭偏测量的原理和液体宏观尺寸厚的特点,建立了溶液的单界面反射分析模型,针对该模型设计了由椭偏参量求解溶液折射率的算法.为了快速检测,该算法合理地忽略了葡萄糖溶液在短波段的消光系数并仍能够准确地测量出折射率.接着,利用该模型,对不同浓度的葡萄糖溶液的椭偏参数进行了测量.从椭偏参数拟合出了葡萄糖溶液的折射率,根据柯西公式,利用最小二乘法得到了折射率与柯西色散参数、溶液浓度之间的函数关系.然后用模型分析了葡萄糖溶液的光吸收对本测量方法的影响,进一步说明了模型的可靠性.最后,将实验拟合结果与参考文献值比较,发现此方案和棱镜全反射法和激光干涉法测量得到的折射率吻合得相当好,说明椭偏测量法具有较高准确度.     

鼠脑的复折射率研究

采用全内反射法对鼠脑冠状切片组织黑质区进行测量,基于简化为双层模型的梯度复折射率多层模型,拟合得到鼠脑样品复折射率为1.376 0和0.004 0.与菲尼尔公式相比,梯度复折射率多层模型拟合得到的相关系数更高,样品折射率和消光系数随着穿透深度增加而变大,在临界角处的入射光穿透深度为216 nm.     

利用布儒斯特定律测玻璃折射率实验过程分析

分析了"利用布儒斯特定律测量玻璃折射率"的实验过程,用菲涅尔公式推导了不同偏振方向入射光反射率随入射角变化的规律;结合实验操作给出了调节偏振片时入射光的最佳入射角范围.     

基于SPR的液体折射率检测研究

精确的折射率测量可以深入的了解介质微小的物理或者化学变化。提出一种基于Kretschmann棱镜结构的SPR折射率检测方法。首先利用Mathematica软件重点分析Kretschmann模型结构下待测样品折射率变化对表面等离子体共振吸收峰的影响,得到吸收峰随样品折射率的变化关系。在此基础上,构建Kretschmann模型并进行了酒精与水混合溶液的折射率测量。最后得出该方法能够有效检测到样品反射谱曲线,且与理论曲线趋势基本一致,在1.33~1.36折射率范围内检测的灵敏度可达86.88 deg/RIU。本研究方案对研制表面等离子体共振折射率传感器具有良好的价值。     

非均匀介质薄膜反射率的角度依赖特性

基于半无限分层介质模型,讨论了具有一定折射率分布的非均匀介质薄膜反射率对入射光的角度依赖关系,得出了其光强反射率公式.在此基础上,通过数值模拟给出不同参数下非均匀介质薄膜的反射率随入射角的变化曲线.分析表明,反射率随入射角的增加呈现出先减小后增大的变化趋势.布儒斯特角随表面折射率、底层折射率、有效深度的增加及膜层厚度减小而增加,随入射波长的变化可以忽略.对于同一入射角,薄膜反射率随薄膜分层厚度增加以及表面折射率、底层折射率和有效深度的减小而减小.     

布儒斯特定律的理论解释

布儒斯特定律是重要的物理实验定律，主要表达光在介质分界面上的光强反射比以及光在介质中传播时有效折射率与介质折射率的关系。对其进行理论解释，为进一步理解和应用布儒斯特定律提供了重要的参考价值。     

薄膜介质折射率的测定

给出了用分光计测量介质簿膜的布儒斯特角而求其折射率的方法。     

线阵CCD在折射率测量中的应用

提出利用线阵CCD传感器作为反射光或折射光的光强分布接收装置的折射率测量方法,研究了如何根据光强的空间分布曲线确定布儒斯特角或临界全反射角的定标方案,讨论了测量结果可能达到的精确度。     

调控EIT气体折射率实现对布儒斯特角的控制

提出了电磁感应透明(EIT)介质的一个新的相干操纵应用:控制电磁感应透明气体折射率实现对布儒斯特角的调控。将一定密度的EIT原子气体充入2块玻璃材料中,计算表明光从玻璃入射EIT原子气体的布儒斯特角随外控制场而变。通过改变控制光的拉比频率等场外参数即可达到对布儒斯特角的调控。     

Measurement Error of Refractive Index for Spectacle Lens

As an important optical constant of optical properties for spectacle lens,the refractive index measurement is studied using V prism refractometer. In the experiment,according to various factors inducing measurement error,the experimental results are analyzed,which include right angle deviation,contact liquid,curvature,and focusing accuracy. The study results show that focusing accuracy is the most important factor of influence for measurement,consists of contact liquid wettability,sample shape,and effective width of light transmission. In addition,the refractive index measurement is less affected by angle deviation of sample and the refractive index deviation of contact liquid. On the basis of the experimental data analysis,it is possible to relax the deviation of right angle of the sample to 1' or 2'.     

垂直折射法测三棱镜的折射率

基于最小偏向角法和掠入射法测量三棱镜的折射率时,存在不易测准最小偏向角或明暗分界线的位置,测量量较多及测量原理复杂等缺点,本文提出了垂直折射法测量三棱镜折射率的理论公式和实验测量方法。采用此方法对两种不同顶角三棱镜进行测量,通过计算其折射率,验证了该方法的测量误差较小,可行度高。     

液晶分子重取向引起光折变的一种测量方法

本文解释了液晶膜中人射光强(I_)对透射光强(I_)曲线的振荡现象,并由观测到的振荡周期估算了液晶分子重取向引起折射率的变化,理论与实验结果符合,讨论了I_对I_曲线在临界场处透射率突变的机理。     

一种测量透明薄膜折射率的方法

用一个三棱镜把光耦合到被测量透明薄膜上;由另一个三棱镜把光耦合出来。当光束在与被测量薄膜的界面刚好发生全反射,由棱镜２耦合出的光突然消失。这时光束进入被测量薄膜的入射角为临界角。测出入射棱镜的入射角,从而求出该薄膜相对不论的临界角,由此而求出该透明薄膜的折射率。     

最小偏向角法测液体折射率实验的研究

研究最小偏向角测量液体折射率的实验原理和方法,实验时利用分光计观测谱线并测量光线通过盛满待测透明液体"方体池"的最小偏向角,进而得到待测液体的折射率。实验结果表明,最小偏向角法实验操作简便,测量结果准确。     

利用单波长椭偏仪对各向异性薄膜光学常数和欧拉角的研究

基于椭偏测量原理和4×4矩阵法原理,提出了利用单波长椭偏仪在光轴平行于薄膜表面方向上测量各向异性薄膜的薄膜参数(包括双折射率、厚度及欧拉角)的方法.通过转动待测样品90°的方法,得到2组椭偏参数,利用反演算法对2组椭偏参数进行反演,得到各向异性薄膜的4个薄膜参数;采用数值模拟分析了入射角、薄膜厚度、欧拉角及其定位误差对测量结果的影响;实验测量了光轴平行于样品表面的各向异性聚酰亚胺薄膜样品在转动前后的椭偏参数,并进行反演.结果表明:该方法提出的算法反演稳定性好、精度高;该方法测得各向异性薄膜的寻常光折射率、非寻常光折射率、厚度以及欧拉角的精度分别达到0.000 1、0.000 1、0.1 nm及0.03°;寻常光折射率、非寻常光折射率、厚度的最大测量误差分别为0.001 2,0.004 4以及4.57 nm;该方法具有较好的测量稳定性、自洽性及可靠性.文中提出的方法具有测量过程简单、对实验仪器要求低的优点,拓展了单波长椭偏仪的测量范围,提出了各向异性薄膜参数的测量方法,具有实际应用意义.     

基于三稳频激光波长的相移干涉测量法修正空气折射率湿度参数

针对公式法测量空气折射率受到Cd光源频率稳定性低和应用温度区间小的影响,其湿度修正误差不适应当前光学精密测量的实际需求的问题,提出了基于相移干涉光路的折射率测量光路.该光路由一个相移干涉光路和一个辅助角度测量干涉光路组成,并采用3个高精度稳频波长作为光源（532,633,780 nm）.在14.6~24.0℃温度区间内进行实验,获得了对湿度的修正系数并得到修正公式.将其用于实验比对,表明所得公式的测量精度优于Boensch公式.      

内反射传感方法测量溶液浓度的机理探讨

介绍用光学传感方法对溶液浓度进行选择性测量.讨论了光与物质相互作用所产生的反常色散现象;分析了具有吸收谱的物质的复折射率与波长的关系;研究了反射率的衰减及衰减全反射现象.实验结果表明,这种传感方法对溶液浓度的选择性测量是有效的.