[发明专利]一种便携式折射率测量装置和折射率测量方法

权利要求书

1.一种便携式折射率测量装置，包括沿光路依次布置的光源、样品池以及图像传感器，其特征在于，在光源与样品池之间还设有标定板，该标定板带有标定图案；

所述图像传感器用于在样品池放置待测样品前后，分别获取标定图案的图像数据，以计算待测样品的折射率；

还设有控制模块，用于接收和处理来自所述图像传感器的图像数据，经计算获得待测样品的折射率；

所述控制模块包括处理器和存储器，存储器中配置有以下指令模块供处理器调用运行：

第一模块，用于读取在样品池放置待测样品前、后，图像传感器采集的标定图案的全息图；

第二模块，用于根据样品池放置待测样品前、后所对应的全息图分别计算标定图案与图像传感器之间的光程，具体步骤包括：

(1)预估光程范围(0～l_max)；

(2)利用黄金分割选择法，在预估光程范围内选择50～500个l值，针对每一l值将图像传感器上的强度图像的根号值逆向传播-l的距离，得到物平面上的伪复振幅分布u(x₀,y₀；0)；

(3)计算每一l值下伪复振幅分布的模值的导数的Gini系数即GoG，当GoG为最小时，选取对应的l；

在(0～l)找到GoG最小时对应的l_zuo；

在(l～l_max)找到GoG最小时对应的l_you；

(4)将(l_zuo～l_you)设为最新的l的搜索范围，重复步骤(2)和步骤(3)，直到l_you-l_zuo符合设定值要求，此时的l值即标定图案与图像传感器之间光程；

第三模块，根据如下公式计算待测样品的折射率n；

式中d为待测样品的厚度，l₁和l₂分别为样品池放置待测样品前、后，标定图案与图像传感器之间的光程。

2.一种便携式折射率测量装置，包括沿光路依次布置的光源、样品池以及图像传感器，其特征在于，在光源与样品池之间还设有标定板，该标定板带有标定图案；

所述图像传感器用于在样品池放置待测样品前后，分别获取标定图案的图像数据，以计算待测样品的折射率；

还设有控制模块，用于接收和处理来自所述图像传感器的图像数据，经计算获得待测样品的折射率；

所述控制模块包括处理器和存储器，存储器中配置有以下指令模块供处理器调用运行：

第一模块，用于读取在样品池放置待测样品前、待测样品平行的放置在标定图案与图像传感器之间、待测样品偏转的放置在标定图案与图像传感器之间，三种状态下图像传感器采集的标定图案的全息图；

第二模块，用于根据三种状态下对应的全息图分别计算标定图案与图像传感器之间的光程，具体步骤包括：

(1)预估光程范围(0～l_max)；

(2)利用黄金分割选择法，在预估光程范围内选择50～500个l值，针对每一l值将图像传感器上的强度图像的根号值逆向传播-l的距离，得到物平面上的伪复振幅分布u(x₀,y₀；0)；

(3)计算每一l值下伪复振幅分布的模值的导数的Gini系数即GoG，当GoG为最小时，选取对应的l；

在(0～l)找到GoG最小时对应的l_zuo；

在(l～l_max)找到GoG最小时对应的l_you；

(4)将(l_zuo～l_you)设为最新的l的搜索范围，重复步骤(2)和步骤(3)，直到l_you-l_zuo符合设定值要求，此时的l值即标定图案与图像传感器之间光程；

第三模块，根据如下公式计算待测样品的折射率n和厚度d；

式中d为待测样品的厚度，l₁、l₂和l₃分别三种状态下，标定图案与图像传感器之间的光程，θ为待测样品偏转角度，即与标定图案与图像传感器间垂线的夹角。