[发明专利]聚焦全内反射法测量物质折射率分布

摘要

一种物质折射率分布的测定方法，基于全内反射原理，使用柱面镜将光线会聚，使光线聚焦在折射率已知的棱镜和待测物质的接触面的一条水平直线上，使用面阵电荷耦合器件测量反射光强分布，利用计算机进行控制、采集、存储、处理数据，进而得到物质在会聚光聚焦处一条线上的折射率。棱镜和样品放置在高度可调的升降台上，通过调节升降台高度，改变会聚光聚焦在样品上的位置，进而可以得到物质的折射率分布。本发明适用于研究复杂样品的折射率分布性质。

主权项

一种物质折射率分布的测定方法，基于全内反射原理，其特征在于，这种方法包括以下步骤：第一步，使用柱面镜将光源的出射光线会聚，并聚焦在折射率已知的棱镜和待测物质的接触面的一条水平直线上，使用面阵光电耦合器件测量反射光强分布，使用计算机采集数据，同一横坐标的一系列数据对应不同角度的入射光在样品同一点上的反射光强，屏蔽光源，由此得到环境背底和噪声的分布并存储；第二步，取消对光源的屏蔽，以折射率已知的空气作为样品，重复上一测量、采集过程，得到空气的反射光强分布并存储；第三步、测量待测样品样品，重复第一步测量、采集过程，得到待测样品的反射光强分布并存储；第四步，分别使用第一步和第二步得到的光强分布减去第三步得到的光强分布，得到除去背底和噪声的空气反射光强分布和待测物品的反射光强分布，使用待测物品的反射光强分布作分子，使用以空气作为样品的反射光强分布作分母，逐点相除，得到待测样品的反射率分布；第五步，由第四步得到的待测样品反射率分布数据，其同一横坐标对应的一系列数据表示一系列不同角度的入射光在样品同一点上的反射率分布，对同一横坐标的数据进行求导，其导数的最大值的位置所对应的入射光的角度即是该点发生全内反射的临界角，依次对其它同一横坐标的反射率分布重复这一过程，得到当前一条直线上所有点发生全内反射的临界角，通过临界角对应的坐标位置和折射率的关系，进而得到每一个点的折射率的值；第六步，改变升降台的高度，从而改变会聚光聚焦在样品上的位置，重复第五步过程，得到待测样品不同高度每一条直线上的折射率分布，进而得到待测物质的二维折射率分布。