[实用新型]基于光纤环形腔衰荡测量旋光溶液浓度的旋光仪

说明书

技术领域

本实用新型属于旋光溶液浓度测量装置技术领域，具体涉及一种基于光纤环形腔衰荡测量旋光溶液浓度的旋光仪。

背景技术

目前常利用旋光法对不同的旋光物质进行浓度测量，但市场上性价比高的高精度旋光仪还不多见。由于旋光物质的旋光率受光的波长、温度和溶液的浓度等影响，将严重导致测量的误差；且微小旋光计、旋光仪、便携式旋光仪等测量工具虽不断优化，但测量精度与体积仍难以匹配；其中有些仪器只适用于物理性实验方面，而相对精密且应用广泛的仪器不仅对测量系统部件精度要求高，而且价格十分昂贵。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是提供了一种基于光纤环形腔衰荡测量旋光溶液浓度的旋光仪，该旋光仪通过分析光衰荡波形实现对多种类型旋光溶液浓度的测量。

本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案，基于光纤环形腔衰荡测量旋光溶液浓度的旋光仪，其特征在于：沿光线传输方向依次设有调幅激光器、起偏器、光纤环形腔、检偏器和光电探测器，其中调幅激光器通过线路与调制信号源相连，光电探测器通过线路与数字信号处理器相连，光纤环形腔由两个光纤耦合器与一段光纤连接而成，光纤断面上设有空隙微腔并且在该空隙微腔处设有样品吸收池。

本实用新型灵敏度高，结构简单，体积小巧，可以实现对多种类型尤其是低浓度旋光溶液的精确测量，并且测量过程简化，方便快捷，有效克服了传统旋光溶液测量方法中存在的繁琐流程。

附图说明

图1是本实用新型的光路原理图。

图面说明：1、调幅激光器，2、起偏器，3、光纤耦合器，4、样品吸收池，5、检偏器，6、光电探测器，7、调制信号源，8、数字信号处理器，9、光纤。

具体实施方式

结合附图详细描述本实用新型的具体内容。基于光纤环形腔衰荡测量旋光溶液浓度的旋光仪，沿光线传输方向依次设有调幅激光器1、起偏器2、光纤环形腔、检偏器5和光电探测器6，其中调幅激光器1通过线路与调制信号源7相连，光电探测器6通过线路与数字信号处理器8相连，光纤环形腔由两个光纤耦合器3与一段光纤9连接而成，光纤9断面上设有空隙微腔并且在该空隙微腔处设有样品吸收池4。

（1）光纤环形腔衰荡系统

由调制信号源、调幅激光器、起偏器、检偏器、光纤耦合器、样品吸收池、光电探测器和数字信号处理器构成光纤环形腔衰荡旋光溶液浓度测量系统。

（2）光纤弯曲损耗及溶液浓度测量

首先，衰荡腔内未加溶液时，让调幅光源经起偏器和光纤耦合器进入光纤环形腔，再由另一个光纤耦合器输出，最后通过检偏器、光电探测器测出由于光纤弯曲的衰荡基准波形；然后让光纤偏振信号经过不同浓度的旋光溶液，由于调幅光源在光纤环形腔中形成偏振光，当偏振光经过旋光溶液后产生旋光角度，此时光信号经光纤耦合器一部分输出并记录，另一部分继续返回光纤环形腔，当光再次经过溶液时会再次产生旋光偏转，输出光强也随之变化，多次循环后，直到光强信号衰减为零，由示波器实时观察对应的衰荡波形。

（3）数据采集和处理

观察衰荡波形的同时，对输出的模拟信号经数字信号处理器进行参数采集、存储并处理。当旋光溶液材料一定时，改变旋光溶液浓度可得到不同的衰荡输出曲线和采样值，记录不同种类旋光溶液不同浓度时的衰荡输出，从而得到被测量各参数与溶液浓度的对应关系，最后经过逼近标准浓度的RBF算法校准得到被测旋光溶液浓度值。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围。