[发明专利]折射率测定装置以及折射率测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定样品的折射率的折射率测定装置以及折射率测定方法。

背景技术

一直以来，人们提出了各种测定气体、液体等样品的折射率的装置以及方法。作为代表性的折射率测定装置，已知一种通过采用棱镜调整样品的全反射的临界角，来测定折射率的阿贝折射计。

还提出了一种利用光的干涉现象的折射率测定装置（例如，参照特开2002-168780号公报）。

另外还提出了一种利用光的衍射现象的折射率的测定方法。作为这样的测定方法之一，例如，特开2006-170727号公报公开了一种偏光分束元件的评价方法，其通过双光束干涉曝光对由非聚合性液晶体、聚合性单体或者预聚物、光聚合引发剂构成的组合物进行曝光，对作为形成有由表示光学各向异性的区域和表示光学各向同性的区域构成的周期构造的衍射元件的偏光分束元件的折射率调制量进行测定。该方法控制偏光分束元件的温度，同时将激光照射到偏光分束元件并测定衍射效率，根据折射率调制量与衍射效率的关系以及衍射效率的温度特性来确定与衍射效率相对应的折射率调制量。

此外，特开2007-292509号公报公开了一种折射率测定方法，其将覆盖衍射元件的样品的折射率识别为与通过测定衍射元件的0级衍射效率，并采用测定得到的0级衍射效率和衍射光栅的光栅形状来计算出的理论衍射效率最为一致的折射率。

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，阿贝折射计是通过与刻度比较由目视来求出临界角的。此时，不熟悉测定的用户不能正确地读取临界角，其结果容易导致作为折射率的测定精度不高。又，对于利用干涉现象的折射率测定装置，为了精密地测定干涉条纹的间距，避免由振动等引起的不良影响，必须研究装置的设置地点或装置自身的构造。因此，利用干涉现象的折射率测定装置有难以操作且装置造价高这样的问题。

此外，上述的衍射现象的折射率测定方法需要通过变更被测定物的温度或变更照射到被测定物的光的波长，来多次测定衍射效率，因此，测定程序复杂。

因此，本发明的目的在于，提供一种构成简单且高精度的，能够测定样品的折射率的折射率测定装置以及折射率测定方法。

解决问题的技术手段

根据本发明的一个侧面，提供一种折射率测定装置。该折射率测定装置具有：光源；测定单元，其包含作为折射率的测定对象的样品，且使从光源入射的光发生衍射；检测器，其对包含从测定单元出射的衍射光的0级之外的衍射级的至少一个衍射级的光量进行检测；控制部，其采用至少一个衍射级的衍射效率与样品的折射率的关系式，求出与由检测器检测到的至少一个衍射级的衍射光光量的测定值相对应的样品的折射率。然后，测定单元具有：相对配置的透明的第1基板以及第2基板；衍射光栅，其配置在第1基板与第2基板之间，由具有已知折射率的透明材料形成，根据样品的折射率与透明材料的折射率之差来使来自光源的光发生衍射。衍射光栅具有由透明材料形成的多个构件，多个构件的平行于与第2基板相对的第1基板的第1表面的第1方向上的宽度，随着从第1基板接近第2基板呈阶梯状地变小，该多个构件为沿着第1方向以规定间距被周期地配置的二元光栅，作为折射率的测定对象的样品被充填到第1基板与第2基板之间的空间中的没有形成衍射光栅的空间。

又，在该折射率测定装置中，控制部基于至少一个衍射级中的衍射光光量的测定值求出该衍射级的衍射效率的第1计算值，优选将被假定为样品的折射率的多个折射率中的、至少一个衍射级的衍射效率的第1计算值与通过将假定的折射率代入到关系式求出的衍射效率的第2计算值之间的误差的统计量达最小的折射率定为样品的折射率。

又，在该折射率测定装置中，检测器检测从测定单元出射的衍射光的多个衍射级的光量。然后控制部在多个衍射级中按衍射效率的第1计算值从高到低的顺序选择至少两个衍射级，并优选将该被选择的衍射效率的第1计算值与通过将假定的折射率代入到关系式来求出的衍射效率的第2计算值之间的误差的统计量达最小的折射率定为样品的折射率。

此外，测定单元还具有：设在第1表面上的第1透明电极以及设在与第1基板相对的第2基板的第2表面上的第2透明电极，且样品优选被配置在该第1透明电极与该第2透明电极之间。在这种情况下，折射率测定装置优选还具有电源电路，其施加规定的电压到被配置在第1透明电极与第2透明电极之间的样品。