CN106092832A - 基于干涉的接触角光学测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量接触角的光学测量方法，包括：选取一带有待测液滴的基底平面；应用可变波长的单色光源对待测液滴进行照明，从而在待测液滴表面产生干涉条纹；在可变波长的单色光源发出的单色光的波长从λ变化到λ+Δλ的时间间隔内，对条纹的移动个数k进行计数；通过条纹的移动个数k、待测液滴的折射率n和光源的波长λ得出待测液滴的高度h；测得待测液滴在基底平面上的沿与基底平面垂直的方向上的投影区域的俯视直径d；通过待测液滴的高度h与俯视直径d得出待测液滴的接触角θ。本发明可以在俯视观察的条件下简单、精确地测量出小液滴的接触角，能够弥补常见的通过侧面观察测量接触角的方法的不足之处。

Description

基于干涉的接触角光学测量方法

技术领域

本发明涉及光学测量领域，特别涉及一种接触角的光学测量方法。

背景技术

接触角是反映固体材料和液体材料间润湿性能的基本参数之一，因此需要进行精确而又简便地测量。有很多种测量接触角的方法，例如量角法、测力法、长度法、透过法等等(参考文献1：丁晓峰,管蓉,陈沛智.接触角测量技术的最新进展[J].理化检验(物理分册),2008,02:84-89.)。其中较优的测量液滴接触角的方法是从侧面观察液滴轮廓，利用图像处理分析形状得到接触角(参考文献2：张佩，硕士毕业论文，基于图像分析技术的接触角测量方法研究，华东理工大学，2014年)。侧面轮廓分析法具有简单准确等多种优点，因而被广泛用于商业的接触角测量仪上(例如德国Data Physics公司的OCA20型接触角测量仪)。

但是，侧面轮廓分析法同时也有很多局限性。例如，对于几十微米以下的小液滴，由于基底不完全平整及光的衍射等问题，此时从侧面很难观察清楚小液滴的轮廓；在冷凝实验研究中，当基底表面密集分布很多液滴时，由于液滴相互遮挡，从侧面也难以观察到单个液滴的完整轮廓；在液滴接触角动态研究中，液滴在平面上运动中，从侧面观察既不利于观察到液滴的二维运动情况，又会由于运动位置的变化导致液滴离开侧面显微镜的焦平面，从而得不到清晰的轮廓。总之，有许多应用场景不适合从侧面观察液滴轮廓，因而迫切需要一些直接从上方俯视观察液滴就能测量出接触角的方法。

目前文献中已经报道了一些用俯视观察液滴的方式测量接触角的方法(参考文献3：Surface science techniques[M].Springer Science&Business Media,2013:P22-29.)。这些俯视测量的方法主要包括以下几种：

1)环境扫描电子显微镜(ESEM)倾斜观察，即介于侧面观察和俯视观察之间的倾斜方向，利用ESEM的高分辨率，观察到液滴的斜向轮廓，再结合计算分析得到小液滴的接触角；

2)原子力显微镜(AFM)扫描形貌，要求所使用的液体材料可以冻结或固化，然后用AFM扫描其三维形貌，从而得到其接触角；

3)纳米液体分发系统(NADIS)，即利用NADIS产生指定体积的液滴，待液滴蒸发干后，再用AFM测出蒸发后残留印迹的轮廓，通过体积和残印轮廓推算液滴的接触角；

4)移液管+光学显微镜，适用于毫米到几十微米的尺度，即利用移液管产生预定体积的液滴，再使用光学显微镜俯视观察得到液滴与基底的俯视投影直径，通过体积和俯视投影直径推算出液滴的接触角(参考文献4：Dutra G,Martelli C,Canning J.Simple topdown imaging measurement of contact angle for practical assessment ofhydrophilic surfaces[C].Fifth Asia Pacific Optical SensorsConference.International Society for Optics and Photonics,2015:96550S-96550S-4.)；

5)激光共聚焦显微镜(LSCM)，即在液体中加入可发荧光的染料，再利用LSCM扫描出荧光的三维分布图，从而推算出液滴的接触角；

6)干涉显微镜，即对于接触角很小(<30°)的液滴，在显微镜单色光照明下，整个液滴会由于牛顿环效应产生干涉条纹，通过对干涉条纹进行计数，得到小液滴高度，再结合液滴的平面轮廓计算出液滴的接触角(参考文献5：Sundberg M,A,S.Contact angle measurements by confocal microscopy for non-destructivemicroscale surface characterization[J].Journal of colloid and interfacescience,2007,313(2):454-460.)。

除文献中的报道外，也有少量专利使用俯视观察的方式进行液滴接触角测量的光学方法。例如，通过观察液滴表面对多个固定间距的点光源反射像的方法，推算液滴表面曲率半径，结合液滴与基底接触轮廓推算接触角(参考文献6：美国专利号US 2009/0180106.Friedrich B,Frerichs J G,Kortz E.Method and device for contact angledetermination from radius of curvature of drop by optical distancemeasurement:U.S.Patent 7,952,698[P].2011-5-31.)。然而这种方法只适用于大液滴，对于小液滴而言是观察不到表面对宏观点光源所成的反射像的。

综上，目前为止，虽然已经有了不少方法可以通过俯视观察的方式测量出液滴接触角，但这些方法或者涉及大型昂贵仪器，或者要求材料有特殊性质，或者要加入染色剂，或者测量的接触角范围有限，或者不适用于小液滴等等。因此，仍然需要研发新的测量方法，以弥补或改进目前种种方法的局限性或者不足之处。

发明内容

本发明针对现有技术的不足之处，提出了一种可以简单、精确地测量出待测小液滴接触角的光学测量方法，以弥补现有技术的不足之处。

根据本发明提供的一种测量接触角的光学测量方法，包括：

选取一带有待测液滴的基底平面；

应用可变波长的单色光源对待测液滴进行照明，从而在待测液滴表面产生干涉条纹；

在可变波长的单色光源发出的单色光的波长从λ变化到λ+Δλ的时间间隔内，对条纹的移动个数k进行计数；

通过条纹的移动个数k、待测液滴的折射率n和光源的波长λ、波长变化量Δλ得出待测液滴的高度h；

测得待测液滴在基底平面上的沿与基底平面垂直的方向上的投影区域的俯视直径d；

通过待测液滴的高度h与俯视直径d得出待测液滴的接触角θ。

在一些实施方案中，待测液滴的高度h由以下公式得出：

$h=\frac{k\mathrm{\&lambda;}(\mathrm{\&lambda;}+\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&lambda;})}{2n\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&lambda;}}$

其中，λ为单色照明光源的初始波长；

Δλ为波长变化量；

n为待测液滴的折射率；

k为条纹的移动个数。

在一些实施方案中，待测液滴的高度h通过下列修正公式得到：

$h=\frac{k\mathrm{\&lambda;}(\mathrm{\&lambda;}+\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&lambda;})}{2n\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&lambda;}-2\mathrm{\&lambda;}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}n}$

其中，Δn为光源由初始波长λ变化Δλ时待测液滴的折射率变化量。

在一些实施方案中，条纹的移动个数k为整数或者为根据条纹明暗度进一步细分的小数。

在一些实施方案中，条纹的移动个数k为多次测量结果的平均值，或者为对多次测量结果进行最小二乘法拟合的值。

在一些实施方案中，由待测液滴的高度h、俯视直径d得出待测液滴的接触角θ的方法是按下列公式计算：

在一些实施方案中，测量接触角的光学测量方法还包括考虑到待测液滴自身重力的影响对接触角θ的值进行进一步修正。

在一些实施方案中，可变波长的单色光源为连续可变波长的单个光源或者为由多个固定波长的单色光源组合而成的组合光源。

在一些实施方案中，显微镜包括显微物镜、成像单元以及位于显微物镜和成像单元之间的半反半透镜。

在一些实施方案中，待测液滴的俯视直径小于等于10mm，优选地，待测液滴的俯视直径小于等于1mm，进一步优选地，待测液滴的俯视直径小于等于0.1mm。

与现有技术相比，本发明具有操作简便、仪器成本低、适用范围广等优点。本发明通过使用单色光源照明，观察待测液滴顶面形成的干涉条纹图案，通过改变单色光的波长观察干涉条纹图案的变化，结合光的干涉规律推算出待测液滴的高度信息，本发明可以简单、精确地测量出待测小液滴的接触角。同时，本发明还进一步地给出了接触角的修正算法，从而大大提高了接触角的测量精度。另外，由于待测液滴自身重力会对接触角的测量值产生一定的影响，为了进一步消除误差，本发明还给出了在考虑待测液滴自身重力情况下对接触角的测量值进行修正的方法，从而进一步提高了接触角的测量精度。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是接触角的示意图；

图2是应用显微镜进行光学测量的原理图；

图3是一种可能的干涉条纹变化过程示意图；

图4是在待测液滴中心位置测得的一个亮度随波长变化的曲线示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

这里所介绍的细节是示例性的，并仅用来对本发明的实施例进行例证性讨论，它们的存在是为了提供被认为是对本发明的原理和概念方面的最有用和最易理解的描述。关于这一点，这里并没有试图对本发明的结构细节作超出于基本理解本发明所需的程度的介绍，本领域的技术人员通过说明书及其附图可以清楚地理解如何在实践中实施本发明的几种形式。

结合图1和图2所示，本发明提供的一种测量接触角的光学测量方法包括以下步骤：

步骤一：如图1所示，选取一带有待测液滴20的基底平面11；

步骤二：如图2所示，应用可变波长的单色光源30对待测液滴20进行照明，从而在待测液滴表面产生干涉条纹；

步骤三：在可变波长的单色光源30发出的单色光的波长从λ变化到λ+Δλ的时间间隔内，对条纹的移动个数k进行计数；

步骤四：通过条纹的移动个数k、待测液滴的折射率n和光源的波长λ、波长变化量Δλ得出待测液滴20的高度h；

步骤五：测得待测液滴20在基底平面11上的沿与基底平面11垂直的方向上的投影区域的俯视直径d；

步骤六：通过待测液滴20的高度h与俯视直径d得出待测液滴20的接触角θ。

值得注意的是，步骤五也可以在步骤二之前进行。

本发明的测量接触角的光学测量方法是利用显微镜从俯视角度观察待测液滴20的顶面与基底平面11在可变波长的单色光源30照明下的反射光相互干涉形成的条纹图案变化过程。如图2所示，显微镜包括显微物镜12、成像单元13以及位于显微物镜12和成像单元13之间的半反半透镜14。位于基底平面11上的待测液滴20经显微物镜12成像后通过半反半透镜14投射到成像单元13上，例如CCD光学成像元件；同时，可变波长的单色光源30的光线经半反半透镜14投射到位于基底平面11上的待测液滴20的表面；待测液滴20的表面一般会同时反射一部分光和透射一部光，透射的部分光经基底平面11的表面反射并再次透射过待测液滴20的表面，与原先由待测液滴20的顶面反射的部分光发生干涉，因而待测液滴20的表面会呈现出明暗相间的条纹。如果待测液滴20的形状与球冠接近，那么干涉条纹会呈现接近圆形的形态。在改变可变波长的单色光源30的波长时观察干涉条纹动态变化过程，对条纹的移动个数k进行计数。计数的具体方法可以是人工通过显微镜的光学成像元件传回的图像进行观察计数，也可以通过计算机程序进行自动判别计数。根据条纹计数信息结合待测液滴20的折射率n和可变波长的单色光源30的波长λ、波长变化量Δλ就可以推算出待测液滴20的高度。最后再由待测液滴20的高度h结合待测液滴20的俯视直径d就可以进一步推算出接触角θ。

图3示出了一种可能的条纹变化过程，是从垂直于基底平面11的方向观察的俯视图。条纹40出现在位于基底平面11上的待测液滴20的中心局部区域；远离中心的区域由于待测液滴20表面切线方向与基底平面11法向夹角较大导致没有干涉现象。当可变波长的单色光源30的波长从λ变化到λ+Δλ₁时，条纹像涟渏一样向四周方向移动1/4个周期；当可变波长的单色光源30的波长从λ变化到λ+Δλ₄时，条纹向四周方向移动1整个周期，此时最外圈的条纹移动到了非干涉区域因而消失了(图中用虚线表示)，而中心出现了一个新的条纹，使得干涉条纹图像整体看起来类似初始状态(注意，只是类似，事实上两者还是有微小差别的)。在计数时，可以选取待测液滴20最中心的位置，将得到一个近似周期性的亮度随波长变化的曲线，如图4所示。中心点亮度出现最大值(或最小值)的次数即等价于条纹移动个数k的整数部分。

在步骤二中，可变波长的单色光源30为连续可变波长的单个光源或者为由多个固定波长的单色光源组合而成的组合光源。连续可变波长的单色光源30可以是可调谐激光器，或者是单色仪(由白光源通过光栅后衍射分色再通过狭缝过滤得到可变波长的单色光)等；多个固定波长的单色光源组合而成的组合光源可以由两个或两个以上的固定波长激光器、或其它单色性较高的光源组成，但在实际使用时需要注意设计合适的多个单色光源的相对波长差，以使得改变照明波长时不会出现条纹计数丢失的问题。

根据光的干涉定律，干涉条纹的最亮点表示该位置处两个光反射面间距的两倍乘以折射率(即光程差)为光的半波长的偶数倍；干涉条纹的最暗点表示该位置处两个光反射面间距的两倍乘以折射率(即光程差)为光的半波长的奇数倍；干涉条纹每变化一个周期意味着该点处光程差包含的半波长的个数变化1个，因此，待测液滴的高度h由以下公式得出：

$h=\frac{k\mathrm{\&lambda;}(\mathrm{\&lambda;}+\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&lambda;})}{2n\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&lambda;}}$

其中，λ为单色照明光源的初始波长；

Δλ为波长变化量；

n为待测液滴的折射率；

k为条纹的移动个数。

在上述公式中，可变波长的单色光源30的初始波长λ及波长变化量Δλ都是指光源在真空中或空气中测得的值。这种推算方法是考虑观察待测液滴20顶部最高点所在的局部区域的条纹变化量，并忽略待测液滴对光的色散效应(即假定待测液滴对不同波长的光线的折射率是不变的)得到的简单近似解，具有简单易解、所需参数少的优点。

值得注意的是，由干涉条纹变化过程和可变波长的单色光源30的波长λ及待测液滴20的折射率n这些信息已经足以推算出待测液滴20的接触角θ，上述的具体推算方法并不是唯一的，其可以根据建立的模型和所需的精度等有所不同。

进一步地，待测液滴的高度h可以通过下列修正公式进行得出：

$h=\frac{k\mathrm{\&lambda;}(\mathrm{\&lambda;}+\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&lambda;})}{2n\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&lambda;}-2\mathrm{\&lambda;}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}n}$

其中，Δn为可变波长的单色光源30由初始波长λ变化Δλ时，待测液滴20的折射率变化量。

这种方法的优点是消除了色散效应带来的误差，精度更高，但也因此需要多知道一个已知参数Δn。一般常见液体的折射率信息都可以查阅相关手册或者文献得到，对于特殊液体的折射率也可以自行使用仪器(例如阿贝折射率测定仪)实际测量得到。

根据本发明，待测液滴的高度h、俯视直径d和待测液滴的接触角θ之间满足下列公式，即接触角θ的值可通过该公式求得：

此外，为了进一步消减误差，提高测量精度，本发明的测量接触角的光学测量方法还包括考虑到待测液滴自身重力的影响对接触角θ的值进行进一步修正。具体的修正方法有很多，例如，根据文献报道(参考文献7：郑泉水,吕存景,郝鹏飞.一种固体表面液滴接触角的测量方法及装置[P].北京：CN101539502,2009-09-23.)，液滴的侧面轮廓线上的任一点坐标(r,w)符合下列公式：

$\mathrm{\&rho;}gw+{\mathrm{\&Delta;P}}_0=\&lsqb;\frac{w^{\&prime;\&prime;}}{{(1+w^{\&prime;2})}^{3/2}}+\frac{w^{\&prime;}}{\sqrt{1+w^{\&prime;2}}}\&CenterDot;\frac{1}{r}\&rsqb;{\mathrm{\&gamma;}}_{LV}$

其中r为横坐标变量，w为纵坐标变量，ρ为液体密度(常数)，g为重力加速度(常数)，γ_LV为液体表面张力系数(常数)，ΔP₀为液滴的内外压强差。由公式可见，对于给定的ΔP₀就可以计算得到对应的液滴轮廓线方程。对于一个液滴轮廓线方程，设定纵坐标w的取值范围(最大值对应于液滴高度h)就可以得到对应的液滴轮廓线；此时横坐标的最大取值范围(最大值与最小值之差)即为液滴的俯视直径d。由此，可以预先计算出一系列(有限数量)的液滴轮廓线方程，每个轮廓线方程取一系列(有限数量)的纵坐标w的取值范围，得到一组轮廓线库。对于每个轮廓线可以用Matlab等计算软件编程求解光线经该轮廓线时的折射路径(根据光的折射定律)，从而计算液滴所在的基底平面经折射后所成虚像面与基度平面之间的虚实高度差Δh，对比前述虚实高度差的实际测量值，求得差值Error(Δh)；同时对比由该轮廓线计算出来的俯视直径d和前述俯视直径的实际测量值，求得差值Error(d)。在轮廓线库中寻找出Error(Δh)和Error(d)的均方根最小的轮廓线。为了提高测量精度，还可以在该轮廓线附近再次取一组更精细的轮廓线库进行迭代求解，从而得到更精确的轮廓线。由最终求解得到的最接近轮廓线进一步可得到液滴接触角θ(即轮廓线最低点的斜率w'的反正切值，注意求得的反正切值为负时应加上180度)。

另外，在上述公式中，条纹的移动个数k为整数或者为根据条纹明暗度进一步细分的小数。在条纹移动的数量较多时，取整数可以简化计数操作；而在条纹移动的数量较少或者要求的测量精度更高时，可以根据条纹明暗度进行细分从而得到更为准确的小数形式的条纹移动量。其中，根据条纹明暗度进一步细分的方法例如可以是：取条纹最亮点和最暗点的灰度差值ΔG，将这一灰度值范围与0～0.5个条纹移动数进行线性映射，实际计数测量时可以认为某一点处的灰度值每变化1个单位间隔，则条纹计数增加

优选地，条纹的移动个数k为多次测量结果的平均值，或者为对多次测量结果进行最小二乘法拟合的值，从而可求得误差更小的待测液滴的高度值。在上述公式中可以看出，测量的待测液滴高度h是两项相除的结果，在实际的多次测量中，对于每一组测量数据可以将分母项和分子项分别计算出来，以分子项为纵坐标、分母项为横坐标绘制散点图，观察是否有明显的线性依赖关系。如果线性关系明显，可以进一步地使用最小二乘法计算出最佳斜率，也就是待测液滴的度度h。

在本发明的接触角的光学测量方法中，随着待测液滴20的尺寸减小，所展现出来的测量优势会逐渐增大，特别是相对于传统的从侧面观察的测量方法。优先地，其可适用的待测液滴的俯视直径d小于等于10mm。再优选地，待测液滴的俯视直径d小于等于1mm。进一步优选地，待测液滴的俯视直径d小于等于0.1mm。

为了阐明本发明相对于传统侧面轮廓法的突出技术进步效果，现以一个典型的小液滴为例对比测量误差。对于一个位于基底平面上的小液滴，设其俯视直径d＝50μm、高度h＝6.7μm(对应接触角为30度左右)，此时采用传统侧面轮廓法测量时，由于常见的基底都会略不平整或有一定粗糙度，这会导致固液分界线模糊不清，由此带来直径测量误差Δd＝5μm、高度测量误差Δh＝3μm，最终计算出接触角测量误差高达13.1度；若采用本发明所述方法，由于俯视时可以清楚地观察到液滴轮廓，此时直径测量误差Δd＝0.5μm，又由于光源波长可非常精准(设波长λ＝532nm、波长控制精度Δ(Δλ)＝1nm、条纹变化数k＝6个、条纹细分计数误差Δk＝1/100个)，此时液滴高度的测量误差Δh＝26.4nm，由此计算得到接触角测量误差仅为0.31度。

需要特别说明的是，前面在背景技术中所提到到第6)种利用干涉显微镜测量接触角的方法和本发明所述的接触角测量方法是有着明显的本质差别的。首先，两者的原理是不同的，前者的原理是观测液滴边缘处产生的牛顿环现象，要求液滴边缘倾角足够小，因而只适用于接触角较小(<30°)的情况，而后者是观察液滴中间区域的干涉环变化过程，因而可以大范围地适用于各种接触角(0～180°)；其次，两者所需的条件是不同的，前者只需要单个固定波长的单色光源就可以了，后者需要的单色光源必须是可变波长的；再次，两者的条纹计数方法是不同的，前者是通过对液滴表面的条纹从边缘向中心进行空间式计数(测量过程中条纹不变)，而后者是通过单色光源波长变化时，在液滴中间区域的一个局部位置观察条纹动态变化的时间式计数(测量随着条纹的变化进行)。

本发明通过使用单色光源照明，观察待测液滴顶面形成的干涉条纹图案，通过改变单色光的波长观察干涉条纹图案的变化，结合光的干涉规律推算出待测液滴的高度信息，可以简单、精确地测量出待测小液滴的接触角。与现有技术相比，本发明具有操作简便、精度高、适用范围广等优点。同时，本发明还进一步地给出了接触角的修正算法，从而大大提高了接触角的测量精度。

应注意的是，前面所述的例子仅以解释为目的，而不能认为是限制了本发明。虽然已经根据示例性实施例对本发明进行了描述，然而应当理解，这里使用的是描述性和说明性的语言，而不是限制性的语言。在当前所述的和修改的所附权利要求的范围内，在不脱离本发明精神的范围中，可以对本发明进行改变。尽管这里已经根据特定的方式、材料和实施例对本发明进行了描述，但本发明并不仅限于这里公开的细节；相反，本发明可扩展到例如在所附权利要求的范围内的所有等同功能的结构、方法和应用。

Claims (12)

1.一种基于干涉的接触角光学测量方法，包括：

选取一带有待测液滴的基底平面；

应用可变波长的单色光源对所述待测液滴进行照明，从而在所述待测液滴表面产生干涉条纹；

在所述可变波长的单色光源发出的单色光的波长从λ变化到λ+Δλ的时间间隔内，对所述条纹的移动个数k进行计数；

通过条纹的移动个数k、待测液滴的折射率n和光源的波长λ、波长变化量Δλ得出待测液滴的高度h；

测得待测液滴在所述基底平面上的沿与所述基底平面垂直的方向上的投影区域的俯视直径d；

通过待测液滴的高度h与俯视直径d得出待测液滴的接触角θ。

2.根据权利要求1所述的接触角光学测量方法，其特征在于，所述待测液滴的高度h由以下公式得出：

$h=\frac{k\mathrm{\&lambda;}(\mathrm{\&lambda;}+\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&lambda;})}{2n\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&lambda;}}$

其中，λ为单色照明光源的初始波长；

Δλ为波长变化量；

n为待测液滴的折射率；

k为条纹的移动个数。

3.根据权利要求1或2所述的接触角光学测量方法，其特征在于，所述待测液滴的高度h通过下列公式得出：

$h=\frac{k\mathrm{\&lambda;}(\mathrm{\&lambda;}+\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&lambda;})}{2n\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&lambda;}-2\mathrm{\&lambda;}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}n}$

其中，Δn为光源由初始波长λ变化Δλ时待测液滴的折射率变化量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的接触角光学测量方法，其特征在于，所述条纹的移动个数k为整数或者为根据条纹明暗度进一步细分的小数。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的接触角光学测量方法，其特征在于，所述条纹的移动个数k为多次测量结果的平均值，或者为对多次测量结果进行最小二乘法拟合的值。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的接触角光学测量方法，其特征在于，由所述待测液滴的高度h、俯视直径d推出所述待测液滴的接触角θ的方法是按下列公式计算：

7.根据权利要求1至6中任一项所述的接触角光学测量方法，其特征在于，还包括考虑到待测液滴自身重力的影响对所述接触角θ的值进行进一步修正。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的接触角光学测量方法，其特征在于，所述可变波长的单色光源为连续可变波长的单个光源或者为由多个固定波长的单色光源组合而成的组合光源。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的接触角光学测量方法，其特征在于，所述显微镜包括显微物镜、成像单元以及位于所述显微物镜和所述成像单元之间的半反半透镜。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的接触角光学测量方法，其特征在于，所述待测液滴的俯视直径d小于等于10mm。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的接触角光学测量方法，其特征在于，所述待测液滴的俯视直径d小于等于1mm。

12.根据权利要求1至9中任一项所述的接触角光学测量方法，其特征在于，所述待测液滴的俯视直径d小于等于0.1mm。