[发明专利]一种测量折射率的设备及方法

说明书

本申请提供了一种用于测量折射率的设备和方法，该设备包括：光束入射装置，用于发出垂直入射到岩石薄片表面的第一光束和第二光束，其中，第一光束和第二光束为相干光束，第二光束穿过岩石薄片中的目标矿物得到第三光束；光束处理装置，用于对第一光束和第三光束叠加并滤波后输出目标光束；样品台，设置于光束入射装置和光束处理装置之间，用于放置岩石薄片；数据处理装置，其与光束处理装置连接，用于检测目标光束并根据目标光束计算目标矿物的折射率。通过该设备和方法，能够快速且准确地测出岩石薄片薄片中目标矿物的折射率。

技术领域

本发明涉及地学和石油地质研究领域，并且更具体地，涉及一种用于测量岩石薄片中目标矿物折射率的设备及方法。

背景技术

在矿物学中，矿物折射率是反映矿物成分、晶体结构的非常重要的常数之一，是矿物种属鉴别的可靠依据。自然界绝大多数目标矿物的折射率介于1.4～2.0之间。在地质研究中通常将岩石或矿物磨制成厚度约0.03mm的薄片，在偏光显微镜下观察矿物的光学性质和测定光学常数，为准确识别矿物并为岩石命名提供依据。

对于在岩石薄片中直接测定目标矿物折射率，目前一共有三种方法：

(1)有经验的鉴定人员主要通过一系列矿物界面之间的光学现象来判别矿物和树胶之间或邻近矿物之间的相对折射率高低，这些现象包括糙面、突起和贝克线等。

(2)Thomas E.Laskowski和David M.Scotford(1981)提出一种利用色散油浸法在岩石薄片中测定目标矿物折射率的方法，原理为当白色平行光束射到液体-颗粒边界时，会色散呈不同波长的光线，其中大部分光线会在液体边界上发生偏离并在射到物镜后焦平面时被阻，只有一束光方向不变并可以通过矿物到达物象面，因此颗粒将呈现有色边缘，而颜色即表示液体和颗粒折射率相等时的波长。

(3)今年有人还提出利用可见光光谱在岩石薄片中测定目标矿物折射率的方法。先通过可见光光谱与矿物吸收系数之间的关系建立一个公式，再利用矿物在590nm波长实测的吸收率和光波透过厚度为0.03mm的矿物时的实测数值计算出矿物的透射系数，最后在前人制作的一张透射系数-吸收系数-折射率关系图上找出相应的折射率数值。

总体来看，第一种方法虽然常用，但仅能够获得矿物的相对折射率，而不是绝对折射率的大小。后两种方法操作繁琐，效率低下，精度不高，一般水平的操作人员也无法完成，并不具有实际推广应用的价值。但由于折射率在矿物鉴定中可以算是最重要的光学参数，尤其现阶段随着油气勘探范围扩大，不再受限于传统的沉积岩，而变质岩、岩浆岩的鉴定中又面临越来越多疑难少见矿物的鉴定，因此，如何快速、准确、定量测量岩石薄片中目标矿物的折射率显得至关重要。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种测量折射率的设备及方法，能够快速且准确地测出岩石薄片薄片中目标矿物的折射率，且操作方便。

在一方面，本申请提供了一种用于测量折射率的设备，该设备包括：光束入射装置，用于发出垂直入射到岩石薄片表面的第一光束和第二光束，其中，第一光束和第二光束为相干光束，第二光束穿过岩石薄片中的目标矿物得到第三光束；光束处理装置，用于对第一光束和第三光束叠加并滤波后输出目标光束；样品台，设置于光束入射装置和光束处理装置之间，用于放置岩石薄片；数据处理装置，其与光束处理装置连接，用于检测目标光束并根据目标光束计算目标矿物的折射率。通过该方面，能够快速且准确地测出岩石薄片薄片中目标矿物的折射率。

在本方面的一种可能的实现方式中，光束入射装置包括：光源，用于发出入射光束；第一光纤耦合器，用于将入射光束分路为第一光束和第二光束。通过该实现方式，能够保证第一光束和第二光束之间为相干光束，二者的频率相同，相位差恒定。