[发明专利]一种折射率分布测量的折光计

说明书

本发明公开了一种折射率分布测量的折光计，属于测量与光学领域，其包括光源单元、光路调节单元、探测单元以及图像采集及处理单元，其中，光源单元用于产生平行光，光路调节单元用于根据设定的测量范围调节平行光光束大小，还用于调节平行光光束方向以使光束垂直入射至探测单元，探测单元包括棱镜和透镜阵列，透镜阵列贴合设置在棱镜的一个侧面上，其用于接受来自光路调节单元的平行光束，棱镜的底面贴合于待测对象的界面上，图像采集及处理单元用于接收从棱镜的另一个侧面出射的光斑，还用于对光斑进行图像处理，进而获得待测对象的折射率。本发明装置结构简单紧凑，能对折射率分布进行测量，测量精度较高。

技术领域

本发明属于测量与光学领域，具体涉及一种折射率测量装置，用于折射率分布的测量。

背景技术

折射率是物质的一种物理属性，它是食品生产中常用的工艺控制指标，通过测定液态食品的折射率，可以鉴别食品的组成，确定食品的浓度，判断食品的纯净程度及品质。同时，在医学方面，测定生物组织的折射率，可以判断是否发生癌变。在光通信领域内，测量光纤的折射率分布，对于光线在光纤内传输分析具有重要用途。在半导体器件方面，折射率分布也是一个重要的参数。

折射率的测量是一项重要的技术，现在已有许多技术以折射定律为基础，实现了折射率的测量。常见的方法有偏向角法、自准直法和临界角法，其中偏向角法精度较高，临界角法应用最广泛，最具代表的仪器为阿贝折射率。但是，这些技术除了测量精度不够高的问题外，还有测量方法比较麻烦。此外，现有的装置一般都只能测量均匀液体的折射率，如果液体的不均匀，则无法测量其折射率。

因此，需要开发一种测量精度高、测量方法简便并且能进行折射率分布测量的折光计。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种折射率分布测量的折光计，其目的在于，利用平行光入射进入探测单元以对折射率分布不均匀的物质进行折射率的测量，由此解决现有技术中不能测量率分布的技术问题，并且本发明装置结构紧凑简单、测量精度高、测量简便。

为实现上述发明目的，本发明提供一种折射率分布测量的折光计，其包括：

光源单元，用于产生平行光，

光路调节单元，用于根据设定的测量范围调节所述平行光光束大小，还用于调节所述平行光光束方向以使光束垂直入射至探测单元，

探测单元，其包括棱镜和透镜阵列，所述透镜阵列贴合设置在所述棱镜的一个侧面上，所述透镜阵列用于接受来自所述光路调节单元的平行光束，所述棱镜的底面贴合于待测对象的界面上，

图像采集及处理单元，所述图像采集及处理单元用于接收从所述棱镜的另一个侧面出射的光斑，还用于对所述光斑进行图像处理，进而获得待测对象的折射率。

以上发明构思中，棱镜和折射率分布不均匀物质直接接触构成分界面，光线经过分界面反射时，到达分界面上的点的位置是不相同的，而由于物质折射率分布不均匀，光线经过不同点的位置得到的反射率是不相同的，从而进行折射率的测量。

进一步的，所述透镜阵列包括多个规格相同且边缘相切以形成阵列排布的透镜。

进一步的，所述透镜阵列包括多个规格相同且边缘相隔设定距离以形成阵列排布的透镜。

进一步的，所述透镜阵列包括至少两个规格相同的透镜。

进一步的，所述光源单元包括平行光光源和扩束透镜组，所述平行光光源和所述扩束透镜组同轴设置。

进一步的，所述扩束透镜组为伽利略系统或者开普勒系统。

以上发明构思中，采用扩束透镜组目的是扩展激光是直径，减小激光束的发散角，有利于扩宽本发明的测量范围，提高精度。