[发明专利]一种抑制杂散光的物质折射率测量装置

说明书

本发明公开了一种抑制杂散光的物质折射率测量装置，属于光学仪器领域，其包括光源，输入耦合光学模块，反射测量模块，输出耦合光学模块，阵列器件以及图像采集分析系统，输入耦合光学模块用于接收来自光源的光束并将其聚焦或发散，反射测量模块用于容置待测对象并对其折射率进行测量以获得折射率原始信息，输出耦合光学模块用于收集带有待测对象折射率信息的反射光，阵列器件用于接受带有待测对象折射率信息的反射光，并将其转化为光电信号，图像采集分析系统用于对光电信号进行处理和分析，以直接输出待测对象的折射率数值。本发明通过设计反射测量模块，能巧妙消除测量薄层物质折射率时的杂散光，且能用于测量薄层物质的折射率。

技术领域

本发明属于光学仪器领域，更具体地，涉及一种抑制杂散光的物质折射率测量装置。

背景技术

折射率是物质的重要物理参数之一，人们常利用光在界面上临界角附近的反射特性，完成折射率测量，如：著名的阿贝折光计。这种测量装置原理简单、测量精确，在各行各业得到了广泛的应用。传统的目视阿贝折光计需要取样和手动对准，人眼通过目镜对准，测量效率不高，精度也将受到影响，无法满足自动在线测量要求。

此外，传统阿贝折光计这类装置测量不同物质时会受到一定限制：对于液体，需要取样较多，这种限制对于少量液体、价值昂贵液体不适用；对于固体，薄片测量，对准误差取决于操作者的经验，长时间测量将带来更大误差。

在生物、医药、半导体、化工、光学、医疗等领域，存在大量薄膜和价值昂贵液体需要精确测量其折射率。在传统光学中，对于光学薄膜和少量微量液体等的折射率测量存在着一个问题：与棱镜接触的待测物质下表面发生全反射，未经处理的上表面将产生杂散光信号，这将影响系统的测量性能。

目前，需要开发一种新的装置或者方法以满足薄膜、少量或价值昂贵液体的折射率的精确测量。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种抑制杂散光的物质折射率测量装置，通过设计反射测量模块，能巧妙消除测量薄层物质折射率时的杂散光，由此能用于测量薄层物质的折射率。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种抑制杂散光的物质折射率测量装置，其包括光源，输入耦合光学模块，反射测量模块，输出耦合光学模块，阵列器件，图像采集分析系统，其中，所述光源用于产生发散光束；所述输入耦合光学模块用于接受来自光源的光散光束并将其聚焦或发散，所述反射测量模块设置在所述输入耦合光学模块的出射光方向上，用于容置待测对象并对其折射率进行测量以获得折射率原始信息，所述输出耦合光学模块设置在所述反射测量模块的反射光方向上，用于收集带有待测对象折射率信息的反射光，所述阵列器件用于接受带有待测对象折射率信息的反射光，并将其转化为光电信号，所述图像采集分析系统用于对所述光电信号进行处理和分析，以直接输出待测对象的折射率数值。

进一步的，工作时，从光源射出的光线经输入耦合光学模块后射入至反射测量模块，光在反射测量模块处同时发生折射和反射，反射测量模块用于将发生折射的光透射至外界或者用于将发生折射的光吸收，从而消除折射光对反射光的干扰，反射光进入输出耦合光学模块，从输出耦合光学模块中输出的光被阵列器件接受。

进一步的，所述反射测量模块包括第一棱镜、第二棱镜以及用于测量时容置待测对象的间隙，所述间隙为第一棱镜的测量面和第二棱镜的测量面相聚间隔而形成，所述间隙的高度为50nm～2mm。

进一步的，所述间隙的高度为300nm～2mm。

进一步的，所述间隙的高度为600nm～50μm。

进一步的，所述第一棱镜和所述第二棱镜为结构相同、折射率相同的等腰棱镜。

进一步的，所述第一棱镜和所述第二棱镜为结构不相同、折射率不相同的等腰棱镜。

进一步的，所述第二棱镜的折射率大于待测物质的折射率。