[发明专利]一种基于开放腔法珀干涉仪的折射率测量方法

权利要求书

1.一种基于开放腔法珀干涉仪的折射率测量方法，其特征在于：根据干涉仪输出光谱中参考波长位置处的目标自由光谱范围的大小、阶次与被测折射率的关系，跟踪指定阶次目标干涉谷的波长漂移位置，利用目标干涉谷波长与折射率的关系式计算出开放腔内介质的折射率；具体步骤如下：先用测量范围内一系列已知折射率的匹配液对开放腔法珀干涉仪进行标定，获取不同折射率下：目标自由光谱范围大小与阶次的关系式、目标干涉谷波长与被测折射率的关系式，具体的是：

将被测折射率的最小值作为初始折射率，记为n₀，此时所对应的干涉谱为初始干涉谱，取初始干涉谱中任意干涉谷对应的波长为参考波长，将该参考波长短波方向相邻的干涉谷作为目标干涉谷，其阶次定义为m，表示为dip_m(n)，其中n为该干涉谱对应的环境折射率SRI；初始态下的目标干涉谷波长为dip_m(n₀)，目标自由光谱FSR范围为m阶，

根据双光束干涉理论，第m阶干涉谷波长dip_m的表达式为：

式中，n为开放腔内介质折射率，即环境折射率SRI；L为开放腔的长度；在L不变的情况下，同一阶次的dip_m与SRI呈线性关系，通过跟踪dip_m的变化，可以实现SRI的测量；

目标FSR与折射率的关系存在以下规律：(1)目标FSR对应的阶次逐渐增加；(2)同一阶次的目标FSR大小线性增加；(3)较低阶次的目标FSR的大小和折射率灵敏度均大于较高阶次的目标FSR；(4)某一阶次目标FSR的最大值等于较低一阶目标FSR的最小值；(5)目标FSR的大小与SRI是一一对应的；

然后将该开放腔法珀干涉仪用于实测，根据实测干涉谱中的目标自由光谱范围大小确定目标自由光谱范围的阶次，从而推断目标干涉谷的位置，

最后利用已标定的目标干涉谷波长与折射率的关系式，计算出被测折射率的值；

所述参考波长指定为被测折射率达到测量最小值时法珀干涉仪干涉谱中任意一个干涉谷的波长；

所述参考波长位置处的目标自由光谱范围是指与参考波长短波方向相邻波谷同阶次的自由光谱范围；

所述指定阶次的目标干涉谷定义为被测折射率达到测量最小值时，干涉谱中参考波长短波方向相邻的干涉谷。

2.根据权利要求1所述的一种基于开放腔法珀干涉仪的折射率测量方法，其特征在于：所述法珀干涉仪为双光束干涉的开放腔结构。