[发明专利]三真空管气体折射率测量仪

权利要求书

1.气体折射率测量仪，其特征在于包括：

平板分光镜(2)，用于把来自一个正交偏振双频激光光源(1)的光分成正交偏振的第一光束(101)和第二光束(102)，

气体池(4)，用于容纳待测气体，

并行设置在所述气体池(4)中的第一真空管(5)、第二真空管(6)、第三真空管(7)，

角锥棱镜(9)，用于反射所述第一光束(101)和第二光束(102)，其中所述第二光束(102)比所述第一光速(101)更靠近所述角锥棱镜(9)的轴线。

2.根据权利要求1的气体折射率测量仪，其特征在于进一步包括：

平移台(8)，所述第一真空管(5)、第二真空管(6)、第三真空管(7)被并行设置在所述平移台(8)上，从而能够通过所述平移台(8)的移动而把所述第一真空管(5)、第二真空管(6)、第三真空管(7)中选定的一个置于所述第一光束(101)和第二光束(102)的光路中，使得第一光束(101)透过气体池(4)的第一观察窗(41)和第二观察窗(42)后沿第一真空管(5)的外部传播，同时使得第二光束(102)透过气体池(4)的第一观察窗(41)和第二观察窗(42)后沿第一真空管(5)的内部传播。

3.根据权利要求2的气体折射率测量仪，其特征在于进一步包括：

设置在第二光束(102)的光路中的1/4波片(32)，以及设置在第一光束(101)和第二光束(102)光路中的圆形玻璃板(31)，所述1/4波片(32)通过胶合的方式紧贴在圆形玻璃板(31)的中心位置。

4.根据权利要求3的气体折射率测量仪，其特征在于进一步包括：

偏振分光棱镜(10)；

将从所述气体池(4)出射的所述第一光束(101)和第二光束(102)相干形成的出射光第三光束(103)分成两部分，第一部分光(104)沿原光路出射，第二部分光(105)沿与入射光路垂直的方向反射。

5.根据权利要求4的气体折射率测量仪，其特征在于进一步包括：

平面反射镜(11)，用于反射第一部分光(104)。

6.根据权利要求5的气体折射率测量仪，其特征在于进一步包括：

设置在所述第一部分光(104)的光路上的第一光电探测器(12)，

设置在所述第二部分光(105)的光路上的第二光电探测器(13)，

信号处理单元(14)，用于处理第一光电探测器(12)和第二光电探测器(13)所探测的信号。

7.气体折射率测量方法，其特征在于该方法基于如权利要求1-6所述的气体折射率测量仪，并包括：

A)根据待测气体的测量范围，选择三支长度合适的真空管，放置并固定在一维位移台(8)上；

B)在气体池(4)中充入待测气体；

C)利用一维位移台(8)将所述第一真空管(5)送入由第一光束(101)和第二光束(102)组成的光路，利用信号处理单元(14)测量得到相位差的小数部分ε_s1⁰；重复上述过程，可得到当第二真空管(6)和第三真空管(7)在光路中时的相位差的小数部分ε_s2⁰和ε_s3⁰；

D)利用步骤C)测得的ε_s1⁰、ε_s2⁰和ε_s3⁰，根据公式

ϵs11=ϵs10-ϵs20ϵs21=ϵs20-ϵs30ϵS12=ϵs10-2ϵs20+ϵs30]]>

计算得到等效合成波长对应的相位差ε_s1¹、ε_s2¹和ε_S1²；

E)根据

λS10=λ/4L1λS20=λ/4L2λS30=λ/4L3---(5)]]>

λS11=λ4(L1-L2)λS21=λ4(L2-L3)---(6)]]>

λS12=λ4(L1-2L2+L3)---(7)]]>

计算得到等效合成波长，利用关系

依次计算得到2级等效合成波长测得的折射率1级等效合成波长测得的折射率0级等效合成波长测得的折射率其中就是待测气体折射率的最终测量结果。