[发明专利]一种快速定标模块及应用

说明书

技术领域

本发明涉及光电技术与光学仪器领域，更具体地涉及一种快速定标模块及应用，用于临界角折光计的标定和SPR传感器的标定。

背景技术

传感器的标定是指通过试验建立传感器输出与输入之间的关系，标定还能确定在不同使用条件下传感器输出与输入之间关系是否存在误差。标定能确定仪器或测量系统的输入与输出关系，赋予仪器或测量系统分度值；能确定仪器或测量系统的静态特性指标；能消除系统误差，改善仪器或系统的精确度。在科学测量中，标定是一个不容忽视的重要步骤。

传感器标定的基本方法是将已知的量作为待标定传感器的输入，并获得输出量，对获得的传感器输入量和输出量进行处理和比较，从而得到一系列表征两者对应关系的标定曲线，进而得到传感器性能指标的实测结果。

标定包括以下两种方法：绝对标定法和比较标定法。绝对标定法是通过高精度的设备产生并赋予一个分度值，即进行了标定。例如将一米标定为光在真空中1/299792458秒的时间间隔内所经路程的长度可理解为一种绝对标定。这种标定方法尽管精度较高，但是标定的过程及步骤都比较复杂。比较标定法则是用绝对标定法标定好的、标定精度比待标定传感器高一级的传感器来进行比较标定，这种方法比较简单易行，但是相比绝对标定法来说其精度较低。

在实际的折光计的标定方法中，使用较多的一种方法是通过配制已知折射率的液体进行标定，进而获得标定曲线。但是，(1)利用配制的液体进行标定的方法比较复杂，进行标定的时候需要配制至少5种以上不同折射率的溶液；(2)传感器经过一段时间使用，需再次进行标定以保证测量精确度，这时还需要用到不同折射率的溶液。但是上一次配置的液体难以长期保存因而需要重新配制溶液，仅仅配置溶液就需要耗费大量时间。因此该种方法的标定比较耗时，且过程复杂。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于折光计的快速标定装置及方法，其目的在于设计出玻璃组模块，利用入射光束照射在不同折射率的玻璃上，使光束发生折射和反射以形成具有明暗界线的图像，并进而得到明暗界线与折射率的关系，从而能完成折光计的标定，由此解决目前标定方法需要配置多种溶液、且存在反复配置溶液而导致的标定耗时和复杂的问题，还能解决SPR角的标定问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种快速定标模块，其特征在于，包括多个玻璃块，多个所述玻璃块相互胶合以形成至少一个完整的用于进行标定的工作平面，并该工作平面上具有多个相互平行的由玻璃块贴合形成的细缝，所述玻璃块的折射率均不相同；工作时，发散光束或者汇聚光束形成的光斑依次扫过所述工作平面的各个细缝，光斑中的部分光线发生全反射并部分光线发生折射，以能形成明暗界线，利用明暗界线的位置和多个玻璃块的折射率完成定标。

进一步的，多个所述玻璃块上的与所述工作平面相对的面上均涂覆有吸光涂层，以用于吸收折射光。

进一步的，多个所述玻璃块均呈矩形体。

进一步的，多个所述呈矩形体的玻璃块的宽度相同或/和长度相同。

进一步的，其包括五个呈矩形体的玻璃块，所述玻璃块的长边相互平行并按照折射率大小的依次顺序或者折射率大小的间隔顺序铺展并胶合为整体。

进一步的，所述吸光涂层的材料为表面粗糙的黑色吸光材料，厚度为0.1mm～3mm。

按照本发明的第二个方面，提供了一种快速定标模块的应用方法，其特征在于，将该快速定标模块胶合在折光计的棱镜的底面，并使从棱镜一个腰面入射的发散光束或者汇聚光束形成的光斑依次经过所述工作平面的各个细缝，所述光斑的光线入射角不同且多个玻璃块的折射率不同，使得部分光线发生全反射并部分光线发生折射，以此方式，使得从折光计棱镜另一个腰面射出的光线形成的图像中具有分别与多个玻璃块一一对应的多条明暗界线，利用明暗界线的位置与多个玻璃块的折射率的对应关系获得标定曲线，以此标定曲线实现对折光计的标定。

进一步的，使用时，移动所述快速定标模块，以使从棱镜一个腰面入射的发散光束或者汇聚光束形成的光斑依次扫过所述工作平面的各个细缝。