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专利名称：基于全内反射的混合物折射率测量方法
技术领域：
本发明涉及一种物质折射率的测定方法，特别涉及一种基于全内反射原理测量混合物质各组分折射率的方法。
背景技术：
折射率是物质的重要性质之一，物质的折射率测量在环境监测、医疗诊断、实时监控等诸多领域都有着广阔的应用，并且物质折射率的测量本身也是光学的一个重要内容。 目前，用于测量物质折射率的方法有很多，如自然准直法、最小偏向角法、V型棱镜法等等， 这些方法各具特点，都是建立在折射反射定律基础之上，并且这些方法都只用于测量均匀物质的折射率性质。然而，迄今为止，还没有一种方法能够实现对复杂的混合物质进行测量，并能够得到混合物质各个组分的折射率的方法。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能够测量复杂的、混合的物质，并得到各个组份的折射率的方法。为实现上述目的，本发明的步骤如下第一步使用平行光作为光源，通过偏振片，由棱镜的一侧以某一角度入射并照射在棱镜-混合样品的分界面上，其反射光通过棱镜的另一侧出射，使用光强探测器检测、接收出射光，并将数据送入计算机，从而得到该角度下混合样品的反射光强值。第二步保持入射光束在棱镜-混合样品界面上的照射点不改变，转动棱镜，改变棱镜-混合样品界面入射光的入射角度，重复第一步过程，得到不同角度下混合样品的反射光强值，从而得到反射光强随入射角度变化的分布曲线。第三步对第二步得到的曲线对角度进行求导，在导数的曲线上得到与待测混合样品组份元数对应的多个峰，每一个峰的位置对应该样品一种组份的全内反射临界角，根据全内反射临界角与折射率之间的关系式，可以得到该混合样品每个组分的折射率。


图I是本方法的光路示意图。图2是黑白条纹大理石二元样品反射光强对入射光角度的分布曲线。图3是黑白条纹大理石二元样品反射光分布对角度的导数。图4是705娃橡胶、甘油、固尔奇super88喷胶三兀样品反射光强对入射光角度的分布曲线。图5是705娃橡胶、甘油、固尔奇super88喷胶三兀样品反射光强分布对角度的导数。
具体实施方式
下面结合

一下具体的实施方法图I是本方法所使用的光路示意图，图中，I是平行光源；2是偏振片，用于生成所需要的偏振光；3是棱镜；4是待测的混合样品；5是光强探测器，用于检测出射光的光强；6 是计算机，用于采集光强探测器5的数据并进行处理。本方法的具体实施步骤如下第一步使用平行光作为光源1，通过偏振片2，由棱镜3的一侧以某一角度入射并照射在棱镜-混合样品的分界面上，其反射光通过棱镜3的另一侧出射，使用光强探测器5 检测、接收出射光，并将数据送入计算机6，从而得到该角度下混合样品的反射光强值。第二步保持入射光束在棱镜-混合样品界面上的照射点不改变，转动棱镜3，改变棱镜-混合样品界面上入射光的入射角度，重复第一步过程，得到不同角度下混合样品的反射光强值，从而得到反射光强随入射角度变化的分布曲线。第三步对第二步得到的曲线对角度进行求导，在导数的曲线上得到与待测混合样品组份元数对应的多个峰，每一个峰的位置对应该样品一种组份的全内反射临界角，根据全内反射临界角与折射率之间的关系式，可以得到该混合样品每个组分的折射率。基于本方法的实施例I :使用黑白条纹相间的大理石作为二元待测样品。图2是该二元样品的反射光强对入射光角度的分布曲线。图3是使用图2中的曲线对角度进行求导所得到的曲线。图中可以看到两个明显的峰，分别对应大理石样品的两种组份的全内反射临界角，进而得到每种组份的折射率。基于本方法的实施例2 :使用705硅橡胶、甘油、固尔奇super88型喷胶作为三元待测样品。图4是该三元样品的反射光强对入射光角度的分布曲线。图5是使用图2中的曲线对角度进行求导所得到的曲线。图中可以看到3个明显的峰，分别对应三种组份的全内反射临界角，进而得到每种组份的折射率。
权利要求
1 一种混合物折射率的测量方法，基于全内反射原理，其特征在于，这种方法包括以下步骤第一步使用平行光作为光源，通过偏振片，由棱镜的一侧以某一角度入射并照射在棱镜-混合样品的分界面上，其反射光通过棱镜的另一侧出射，使用光强探测器检测、接收出射光，并将数据送入计算机，从而得到该角度下混合样品的反射光强值；第二步保持入射光束在棱镜-混合样品界面上的照射点不改变，转动棱镜，改变棱镜-混合样品界面上入射光的入射角度，重复第一步过程，得到不同角度下混合样品的反射光强值，从而得到反射光强随入射角度变化的分布曲线；第三步对第二步得到的曲线对角度进行求导，在导数的曲线上得到与待测混合样品组份元数对应的多个峰，每一个峰的位置对应该样品一种组份的全内反射临界角，根据全内反射临界角与折射率之间的关系式，可以得到该混合样品每个组分的折射率。
全文摘要
一种混合物折射率的测量方法，基于全内反射原理，使用平行光源以不同角度照射在棱镜-混合样品的分界面上，通过检测反射光得到混合样品的反射光强随角度变化的曲线，对该曲线求导可以得到混合样品每一种组份所对应的全内反射临界角，进而得到混合样品各组分的折射率。使用这种方法可以用于研究复杂混合样品的组份，得到每一种组份的折射率。
文档编号G01N21/41GK102590141SQ20121006214
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月12日 优先权日2012年3月12日
发明者叶青, 孙腾骞, 张春平, 王槿, 田建国, 邓志超 申请人:南开大学