一种精确测量微量液体折射率的新方法

摘 要：本文介绍了一种用玻璃毛细管精确测量微量液体折射率的新方法。这种方法基于共轴球面光学系统的成像原理，通过读数显微镜对吸入待测液体后毛细管的焦点位置进行单一参数的测量，进而计算出待测液体的折射率。用此方法测量了纯水、乙醇、乙二醇、丙三醇的折射率，各种待测样品的需要量小于0.002 ml；对纯水和乙醇样品，折射率测量精度优于0.0003；对乙二醇和丙三醇样品，折射率测量精度优于0.0007。选用适当的毛细管参数，可以进一步提高这种测量方法的测量精度，扩展折射率的测量范围。该方法具有待测液体用量极少、使用的设备简单、操作方便和折射率测量精度高的特点。论文对实验测量误差以及进一步提高测量精度作了详细的分析和讨论。     

精确测量微量液体折射率的新方法

介绍了一种用玻璃毛细管精确测量微量液体折射率的新方法.该方法基于共轴球面光学系统的成像原理,通过读数显微镜对吸入待测液体后毛细管的焦点位置进行单一参数的测量,进而计算出待测液体的折射率.用此方法测量了纯水、乙醇、乙二醇、丙三醇的折射率,各种待测样品的需要量＜0.002 ml;测量结果表明,纯水和乙醇样品的折射率测量精度优于0.000 3;乙二醇和丙三醇样品的折射率测量精度优于0.000 7.选用适当的毛细管参数,可以进一步提高这种测量方法的测量精度,扩展折射率的测量范围.分析和讨论了实验测量误差以及进一步提高测量精度的方法.该方法具有待测液体用量极少、使用设备简单、操作方便和折射率测量精度高的特点.     

透明毛细管管壁折射率的无损测量

介绍了一种无损测量透明毛细管管壁折射率的方法。该方法利用平行光经过装有不同已知折射率标准液体的毛细管后会聚焦点位置不同的原理,通过CCD对会聚焦点位置成像后的图像进行判断,计算出毛细管外轮廓位置和焦距,进而计算出毛细管管壁的折射率,其测量精度可达0.005。分析了毛细管内外径对管壁折射率测量的影响,结果表明,管壁越厚,测量精度越高;同时对毛细管管壁折射率灵敏度和成像系统的景深值进行了计算和比较,结果显示,标准液体折射率越低,标定精度越高。该方法使用设备简单,操作方便,便于对图像观察和识别,实现了对毛细管管壁折射率的无损精确测量。     

基于低相干光干涉的液体折射率测量

液体折射率是液体一个重要指标,介质中折射率的变化会影响光程,提出一种用低相干光干涉测量光程变化,进而测得折射率的方法。通过调节两束低相干光使它们之间的光程差在相干长度之内,将被测液体放入一束光路中,根据光电探测器得到的干涉信号可求得相应的光程变化量,进而得到待测液体的折射率。利用低相干光干涉测量折射率的方法,其测量和计算过程方便快捷,受外界限制因素小,在810nm波长下,对折射率的测量精度可以达到10-4量级以上,是测量各种液体折射率的有效方法。     

毛细管成像法精确测量微量液体的折射率

介绍了一种用玻璃毛细管成像法精确测量微量液体折射率的方法及测量装置.该方法以充人透明液体的毛细管构成柱透镜,基于共轴球面光学系统的成像原理,对光学成像系统的放大率进行单一参数的测量,进而计算出待测液体的折射率.测量了纯水、乙醇、乙二醇、丙三醇的折射率,各种待测样品的需要量均小于0.002 mL,结果显示本试验装置的测量准确度与目前商用阿贝折射仪(±0.000 2)相当.另外,测量了不同浓度的乙二醇水溶液的折射率,并对测量的数据点进行了曲线拟合,测试结果与阿贝折射仪测量结果和理论公式计算结果所拟合曲线吻合完好.该方法具有待测液体用量极少、操作方便和折射率测量精度高的特点,适用于微量液体折射率的精确、快速测量.     

一种基于迈克尔逊干涉仪测量透明液体折射率的方法

提出了一种基于迈克尔逊干涉仪测量透明液体折射率的方法,以拓展迈克尔逊干涉仪在教学及研究中的用途,即利用比色皿承载待测液体,将其置于迈克尔逊干涉仪光路中,通过空比色皿与承载待测液体比色皿引起干涉条纹变化的对比,巧妙地测定液体的折射率。该方法操作简单、实用、低成本,在旋转角度不大的情况下对几种透明液体的测量都有较高的精度,具有一定实用价值。     

基于CMOS图像传感器的液体折射率计研究

根据糖度和液体折射率的关系,测定各种含糖溶液的糖度。实验基于全反射折光原理,使用CMOS图像传感器探测出反射光的光强,利用光强曲线确定临界角,从而最终得到含糖溶液的折射率和糖度。     

封闭玻璃管道内液体折射率的非接触测量

为了实时、原位和非接触测量工业生产过程中封闭管道系统内透明、半透明液体折射率,提出了一种简单的基于玻璃管壁光学特性的液体折射率测量方法。该方法通过涂覆在玻璃管壁外表面上的透射散射层,将入射激光束转换为进入玻璃管壁的大角度分布的透射散射光;透射散射光到达玻璃管壁与液体的界面上后,符合全反射条件的散射光反射到透射散射层上,自动形成与玻璃管内液体折射率值相关的椭圆形暗斑图像。根据椭圆形暗斑长轴长度与液体折射率之间的解析关系,即可实现玻璃管内液体折射率的原位、非接触测量。对几种常见的透明、半透明液体的折射率进行了实验测量,结果表明:该测量方法的准确性与目前商用数字阿贝折射仪相当(±2×10-4 RIU)。该测量方法具有成本低、稳定性好、抗干扰且光源稳定等优点,而且在处理与液体折射率相关的光学图像时无需调试,光照即显,有望用于封闭管道在非常温、非常压状态下液体折射率的实时、自动和非接触在线监测。     

高精度测量光学玻璃折射率的一种新方法

摘要: 准确测量光学玻璃的折射率已成为了保证光学系统成像质量非常重要的环节。本文介绍了光学玻璃折射率测试方法和国内外发展现状。提出了一种利用测量棱镜三个顶角所对应的三个最小偏向角的折射率测量新方法，该方法的特点是测量精度随被测光学玻璃的折射率增大而提高。在精度0.5²的测角仪上，折射率测量精度高于1x10-6。文中推导出了新方法的计算公式，并对精度做了理论分析。该方法由于测量精度高，有较好的应用前景。     

非近轴条件下无损测量毛细管管壁折射率

提出了一种简便和精确地计算毛细管管壁折射率的方法,该计算方法可在实际非近轴情况下减小图像球差和景深对测量结果的影响.用两种已知折射率的标准液体分别注入待测毛细管内,测量出平行光经其会聚后的焦距差;结合毛细管管壁折射率与焦距的理论公式,计算出毛细管的管壁折射率.结果表明:在合适的毛细管内外径范围内,可以保证管壁折射率在1.51以下时测量准确度优于0.003.对计算方法的分析表明,选取两种低折射率或高折射率液体作为标准液体进行计算可以提高测量准确度.该方法计算过程简单,对毛细管管壁折射率的测量精度满足一般科研实验对毛细管管壁折射率的要求.     

分布式棱镜SPR传感器

SPR传感器的研究与应用进展迅速，尤其在生命科学、化学、环保等领域已经成为一种很重要的研究工具和手段。尽管棱镜SPR传感器关于角度谱的理论计算比较成熟，但是波长谱的计算尚未产生完整的理论计算体系。提出一种新的基于波长谱的分析方法，分析了调制层折射率和厚度对传感器输出特性的影响，并且根据该关系提出了分布式SPR传感器的设计方法。与传统的SPR传感器相比，该传感器大大降低了成本，其原理也可以很容易地移植到分布式光纤SPR传感器的设计中。首先介绍了原理，其次进行了基于波长谱分析的理论计算，最后给出了一种实用的设计方案及模拟结果。     

表面等离子体共振理论仿真研究

为了掌握影响激发表面等离子体共振(SPR)现象的因素,文中以薄膜光学理论为基础,利用Winspall软件模拟研究Kretschman结构下,金膜厚度、待测介质折射率以及三棱镜类型对表面等离子体共振吸收峰位变化的影响,得出了最佳膜厚以及影响激发SPR现象的棱镜折射率和待测物质折射率随共振角度变化的规律,为SPR传感器的设...     

SPR生化分析仪及其在样品检测中的应用

表面等离子共振(SPR)是一种入射光照射到金属表面,导致金属表面产生等离子共振,反射光强出现衰减的现象,反射光强衰减程度与入射光波长、入射角及金属表面补测物质的折射率有关。根据这原理研制的SPR生化分析仪,在检测、分析分子间的相互作用等方面有着广泛的应用。针对HPSPR-6000生化分析仪的工作原理、技术参数、检测方法进行了详细的介绍,在芯片表面生长磺胺二甲嘧啶-BSA,并检测生长过程的响应信号,同时还对磺胺二甲嘧啶抗原与抗体在芯片表面的结合响应信号进行了检测。     

用光纤测量气体折射率的研究

提出了一种用光纤测量气体折射率的原理和方法，并设计制作了测量装置。它的突出优点是测量值的范围不受限制，原理简单，而且具有较高的测量精度。填补了气体折射率不易测量的空白。     

自动阿贝折射仪的研究

提出了基于光的全反射原理,利用单色发光二极管作为光源和线阵CCD作为传感器,结合计算机图像处理技术,实现了WYA-Z自动阿贝折射仪的设计。并简要介绍了仪器的工作原理、光路系统、仪器组成、关键技术、设计要求及实验验证。实验结果表明:仪器的折射率测量范围:1.3000～1.7000,精度n_D:±0.0002,重复性n_D:±0.0001。该仪器不仅能自动测量液体的折射率,还能自动测量液体的浓度,因此具有广阔的市场前景。     

表面等离子共振生物传感器技术及其在样品检测中的应用

表面等离子共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）是一种入射光照引起金属表面产生等离子体共振而导致反射光强衰减的现象,反射光衰减程度与入射光波长、入射角及金属表面物质的折射率相关。根据这原理研究制的表面等离子共振光生物传感器,在检测、分析分子间的反应作用等方面有着广泛的应用前景。本文对表面等离子共振传感器的工作原理、技术参数、检测方法进行了详细的介绍,并用HPSPR-6000型表面等离子共振分析仪对鸡精、糖水及盐水的浓度进行了检测分析。     

用预抽气真空腔法测量及补偿空气折射率的研究

空气折射率的补偿效果在高精度激光干涉测量中起着“瓶颈”作用。分析了空气折射率的补偿原理,回顾了几种空气折射率的测量方法及特点。在此基础上,深入研究了用预抽气真空腔测量与补偿空气折射率的测量原理、方法和装置。该方法保持了干涉法测量空气折射率能充分反映所有导致折射率变化的环境因素的特点,避免了测量过程中由于抽气过程给测量带来的干扰。通过空气折射率测量及补偿实验,证实了该方法的可行性,测量结果经补偿后可使精度提高一个数量级。     

镀金属膜长周期光纤光栅的传感特性

本文基于耦合模理论, 建立了严格的四层金属膜理论模型, 探讨了镀金属膜长周期光纤光栅(Long-period fiber grating, LPFG)的温度、 应变及折射率特性, 以及镀膜参数对镀金属膜长周期光纤光栅光谱特性的影响.仿真结果表明, 长周期光纤光栅表面最优的金属膜厚度将引起表现等离子共振(Surface-plasmon resonance, SPR)特性, 这一特性将使得LPFG 对稳定及折射率都有较高的敏感性, 而对应变影响较小. 理论分析表明, 银膜厚度在0.8-1.2 nm 范围内时, 折射率敏感度达到最大值为42.402 6, 敏感度增加4.5%. 仿真结果为镀膜长周期光纤光栅的设计及参数优化提供了理论指导.     

一种光学玻璃折射率自动测量方法

本文研究了一种折射率自动测量方法。可对紫外、可见,红外光谱折射率作自动精密测量。在光源稳定情况下,可见光测量精度可达±3×10^-6。该方法以最小偏向角方法为依据,以外反射像引导接收器,使其自动跟踪至最小偏向角的精确位置,最后给出样品的折射率。整个测量系统采用微计算机完成自动控制、采集及处理。该方法还可进行角度自动测量。