探头式临界角折射计光学系统的优化设计
发布时间：2022-01-20 04:32
折射率是表征物质光学性质的一种重要的物性参数。同时,折射率与物质的多种物理、化学性质都有着密切的联系,比如物质的浓度、密度、温度等物理量的变化均会影响物质的折射率。相应地,测量出物质的折射率就可以间接获得物质其他的相关物理、化学参数。由于相对于液体的其它参数而言,折射率的测量更容易实现,因此借助于介质折射率的测量同步获取液体的其他理化参量,在近年来就成为化学化工、生物医药、食品饮料、材料制备和环境科学等领域研究的重要课题。为满足工业生产和科学研究的实际测量需要,研究能够用于生产过程中原位、实时测量的液体折射率测量方法具有重要的意义。本文介绍了国内外关于液体折射率测量的发展现状及应用前景,综述了液体折射率的经典测量方法及近年来出现的多种新的测量方法。在分析遮光效应形成机理的基础上,建立了圆形暗斑图像与液体折射率之间的解析关系,提出了一种原位测量液体折射率的方法。该方法能自动形成与液体折射率相关的圆形暗斑图像,通过圆形暗斑图像尺度的测量可获得液体的折射率。但该方法在测量时所需液体样品量大,液面的深度不易精确测量,且形成的圆形暗斑图像在液体底部而不易采集,因此用于实际测量时具有一定的局限性。...
【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２阿贝折射仪??Ｆｉｇ．?１－２?Ａｂｂｅ?ｒｅｆｒａｃｔｏｒｍｅｔｅｒ??
陕西师范大学硕士学位论文??普尔弗里希折射仪：普尔弗里希折射仪是继阿贝折射仪之后出现的另一类型的??临界角折射仪。如图１－３所示，普尔弗里希折射仪的测量棱镜由具有两个相互垂直??的光学平面的高折射率玻璃棱镜构成。测量时将待测液体放置在玻璃棱镜水平面??上，光束掠入射到棱镜水平面上，则出射光束被限制到棱镜竖直面的一部分，利用??望远镜可以观察到清晰的明暗分界线。??＾?，?、．一一一?ｓａｍｐｌｅ??ｒ?ｍｅａｓｕｒｉｎｇ?ｐｒｉｓｍ??ｌｉｇｈｔ?ｓｏｕｒｃｅ?ｒ??ｚ?．ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ??？?＾??ｓｅｅｎ?ｔｈｒｏｕｇｈ?ｔｈｅ?ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ?＼??图１－３普尔弗里希折射仪??Ｆｉｇ．?１－３?Ｐｕｌｆｒｉｃｈ?ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ??普尔弗里希折射仪与阿贝折射仪一样，需要将待测液体取样进行测量，因此不??能够实现原位测量。??分光计法：用分光计来测量液体折射率时，主要是利用最小偏向角的方法，在??一个中空三棱杯里放入待测液体［１４］，再将待测样品池放到分光计的旋转台上进行测??量。我们知道，一束光线通过棱镜时，棱镜的折射率》２为：??ｎ．ｓｍｊＡ?＋?Ｄ／ｌ）??２?ｓｉｎ（＾４／２）??其中，是空气的折射率，３和￡＞分别是棱镜的折射角和最小偏向角。如图１－??４所示
陕西师范大学硕士学位论文??普尔弗里希折射仪：普尔弗里希折射仪是继阿贝折射仪之后出现的另一类型的??临界角折射仪。如图１－３所示，普尔弗里希折射仪的测量棱镜由具有两个相互垂直??的光学平面的高折射率玻璃棱镜构成。测量时将待测液体放置在玻璃棱镜水平面??上，光束掠入射到棱镜水平面上，则出射光束被限制到棱镜竖直面的一部分，利用??望远镜可以观察到清晰的明暗分界线。??＾?，?、．一一一?ｓａｍｐｌｅ??ｒ?ｍｅａｓｕｒｉｎｇ?ｐｒｉｓｍ??ｌｉｇｈｔ?ｓｏｕｒｃｅ?ｒ??ｚ?．ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ??？?＾??ｓｅｅｎ?ｔｈｒｏｕｇｈ?ｔｈｅ?ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ?＼??图１－３普尔弗里希折射仪??Ｆｉｇ．?１－３?Ｐｕｌｆｒｉｃｈ?ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ??普尔弗里希折射仪与阿贝折射仪一样，需要将待测液体取样进行测量，因此不??能够实现原位测量。??分光计法：用分光计来测量液体折射率时，主要是利用最小偏向角的方法，在??一个中空三棱杯里放入待测液体［１４］，再将待测样品池放到分光计的旋转台上进行测??量。我们知道，一束光线通过棱镜时，棱镜的折射率》２为：??ｎ．ｓｍｊＡ?＋?Ｄ／ｌ）??２?ｓｉｎ（＾４／２）??其中，是空气的折射率，３和￡＞分别是棱镜的折射角和最小偏向角。如图１－??４所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]封闭玻璃管道内液体折射率的非接触测量[J]. 张宗权,徐铭,任俊鹏,姚志,苗润才. 光学精密工程. 2016(10)
[2]一种基于分光计测量透明液体折射率的新方法[J]. 崔振杰,张斯琪,李晓蕾,王世燕. 大学物理实验. 2016(04)
[3]一种基于表面等离子共振的液体折射率测量系统[J]. 陈强华,刘景海,罗会甫,何永熹,罗军,王锋. 光学学报. 2015(05)
[4]用全反射法测冰醋酸和酒精的折射率[J]. 余文芳,黄佐华,周进朝,李华新. 激光技术. 2014(02)
[5]测量液体折射率的几种光学方法的实验研究[J]. 张凤云,曹文,张利巍. 大学物理实验. 2013(04)
[6]差分干涉表面等离子体共振传感器的优化与验证[J]. 王弋嘉,张崇磊,王蓉,朱思伟,袁小聪. 光学精密工程. 2013(03)
[7]几何光学法和波动光学法测量液体折射率的比较[J]. 鲍琳,胡小飞,张世功. 大学物理实验. 2012(04)
[8]基于多模-单模-多模结构和光纤布拉格光栅同时测量温度和折射率[J]. 童峥嵘,郭阳,杨秀峰,曹晔. 光学精密工程. 2012(05)
[9]液体折射率的一种新型测量方法[J]. 苗润才,韩鹏斌,李能能,高美玲. 应用光学. 2012(01)
[10]液体薄膜遮光效应的研究[J]. 苗润才,高美玲,韩鹏斌,李能能. 光子学报. 2011(07)
本文编号：3598177
【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２阿贝折射仪??Ｆｉｇ．?１－２?Ａｂｂｅ?ｒｅｆｒａｃｔｏｒｍｅｔｅｒ??
陕西师范大学硕士学位论文??普尔弗里希折射仪：普尔弗里希折射仪是继阿贝折射仪之后出现的另一类型的??临界角折射仪。如图１－３所示，普尔弗里希折射仪的测量棱镜由具有两个相互垂直??的光学平面的高折射率玻璃棱镜构成。测量时将待测液体放置在玻璃棱镜水平面??上，光束掠入射到棱镜水平面上，则出射光束被限制到棱镜竖直面的一部分，利用??望远镜可以观察到清晰的明暗分界线。??＾?，?、．一一一?ｓａｍｐｌｅ??ｒ?ｍｅａｓｕｒｉｎｇ?ｐｒｉｓｍ??ｌｉｇｈｔ?ｓｏｕｒｃｅ?ｒ??ｚ?．ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ??？?＾??ｓｅｅｎ?ｔｈｒｏｕｇｈ?ｔｈｅ?ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ?＼??图１－３普尔弗里希折射仪??Ｆｉｇ．?１－３?Ｐｕｌｆｒｉｃｈ?ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ??普尔弗里希折射仪与阿贝折射仪一样，需要将待测液体取样进行测量，因此不??能够实现原位测量。??分光计法：用分光计来测量液体折射率时，主要是利用最小偏向角的方法，在??一个中空三棱杯里放入待测液体［１４］，再将待测样品池放到分光计的旋转台上进行测??量。我们知道，一束光线通过棱镜时，棱镜的折射率》２为：??ｎ．ｓｍｊＡ?＋?Ｄ／ｌ）??２?ｓｉｎ（＾４／２）??其中，是空气的折射率，３和￡＞分别是棱镜的折射角和最小偏向角。如图１－??４所示
陕西师范大学硕士学位论文??普尔弗里希折射仪：普尔弗里希折射仪是继阿贝折射仪之后出现的另一类型的??临界角折射仪。如图１－３所示，普尔弗里希折射仪的测量棱镜由具有两个相互垂直??的光学平面的高折射率玻璃棱镜构成。测量时将待测液体放置在玻璃棱镜水平面??上，光束掠入射到棱镜水平面上，则出射光束被限制到棱镜竖直面的一部分，利用??望远镜可以观察到清晰的明暗分界线。??＾?，?、．一一一?ｓａｍｐｌｅ??ｒ?ｍｅａｓｕｒｉｎｇ?ｐｒｉｓｍ??ｌｉｇｈｔ?ｓｏｕｒｃｅ?ｒ??ｚ?．ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ??？?＾??ｓｅｅｎ?ｔｈｒｏｕｇｈ?ｔｈｅ?ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ?＼??图１－３普尔弗里希折射仪??Ｆｉｇ．?１－３?Ｐｕｌｆｒｉｃｈ?ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ??普尔弗里希折射仪与阿贝折射仪一样，需要将待测液体取样进行测量，因此不??能够实现原位测量。??分光计法：用分光计来测量液体折射率时，主要是利用最小偏向角的方法，在??一个中空三棱杯里放入待测液体［１４］，再将待测样品池放到分光计的旋转台上进行测??量。我们知道，一束光线通过棱镜时，棱镜的折射率》２为：??ｎ．ｓｍｊＡ?＋?Ｄ／ｌ）??２?ｓｉｎ（＾４／２）??其中，是空气的折射率，３和￡＞分别是棱镜的折射角和最小偏向角。如图１－??４所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]封闭玻璃管道内液体折射率的非接触测量[J]. 张宗权,徐铭,任俊鹏,姚志,苗润才. 光学精密工程. 2016(10)
[2]一种基于分光计测量透明液体折射率的新方法[J]. 崔振杰,张斯琪,李晓蕾,王世燕. 大学物理实验. 2016(04)
[3]一种基于表面等离子共振的液体折射率测量系统[J]. 陈强华,刘景海,罗会甫,何永熹,罗军,王锋. 光学学报. 2015(05)
[4]用全反射法测冰醋酸和酒精的折射率[J]. 余文芳,黄佐华,周进朝,李华新. 激光技术. 2014(02)
[5]测量液体折射率的几种光学方法的实验研究[J]. 张凤云,曹文,张利巍. 大学物理实验. 2013(04)
[6]差分干涉表面等离子体共振传感器的优化与验证[J]. 王弋嘉,张崇磊,王蓉,朱思伟,袁小聪. 光学精密工程. 2013(03)
[7]几何光学法和波动光学法测量液体折射率的比较[J]. 鲍琳,胡小飞,张世功. 大学物理实验. 2012(04)
[8]基于多模-单模-多模结构和光纤布拉格光栅同时测量温度和折射率[J]. 童峥嵘,郭阳,杨秀峰,曹晔. 光学精密工程. 2012(05)
[9]液体折射率的一种新型测量方法[J]. 苗润才,韩鹏斌,李能能,高美玲. 应用光学. 2012(01)
[10]液体薄膜遮光效应的研究[J]. 苗润才,高美玲,韩鹏斌,李能能. 光子学报. 2011(07)
本文编号：3598177
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