[发明专利]一种折射率二维分布的动态测量方法

摘要

本发明涉及一种折射率二维分布的动态测量方法，结合了数字全息干涉术与全内反射。全内反射过程中反射光相移的大小与入射光的入射角度和全内反射棱镜界面两侧介质的折射率有关，利用二次曝光数字全息干涉术动态测量全内反射棱镜斜边表面放置被测样品前后反射光的相移差值，根据反射光相移差值与空气和样品折射率的关系，可以直接计算得到样品的二维折射率动态分布。该方法只需要样品的折射率可以确保入射光在全内反射棱镜界面发生全内反射即可，所以可以实现大范围的折射率分布测量。

主权项

1.一种折射率二维分布的动态测量方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将竖直偏振的平行光分为两束，其中一束平行光从直角棱镜的一个直角边入射，进而以入射角θ在棱镜斜边与空气界面处发生全内反射，然后从另一直角边出射后作为物光波到达图像采集器件靶面；另一束平行光作为参考光波与上述物光波在图像采集器件靶面上相遇并发生干涉，并由图像采集器件记录得到参考数字全息图H0；步骤2：将待测样品置于直角棱镜斜边表面物光波的反射区域内，继续记录得到N幅数字全息图Hi，i＝1,2,3…N；步骤3：根据基尔霍夫衍射理论，利用计算机数值模拟光波的衍射传播过程，对全息图H0和Hi分别进行数值重建，获得原物光波的复振幅分布，进一步将自Hi重建的物光波的相位分布与自H0重建的物光波的相位分布分别作差，计算得到放置样品后物光波的相位差分布Δφo(x,y)；步骤4：由于棱镜斜边表面样品折射率分布的不同，反射光波将产生附加相移差，且步骤3得到的物光波相位差分布与该反射光波附加相移差分布相等，根据反射光波附加相移差分布与样品折射率分布的关系，得到样品的二维折射率分布：当采用竖直偏振平行光时，反射光波产生的附加相移差为：以计算得到放置样品后物光波的相位差分布Δφ_o(x,y)取代上述公式的Δφ_p(x,y)，得到样品的二维折射率分布其中：其中：n1为棱镜的折射率，n2(x,y)为待测样品的折射率分布。