CN213843029U - 基于光相干图像的折射率测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于光相干图像的折射率测量装置，属于光学测量领域、波动光学领域，其特征在于包括：单色LED、第一凸透镜、光阑、第二凸透镜、第一偏振片、分束器、第一反射镜、样品、第二反射镜、第二偏振片、图像传感器。未放置所述样品时，所述分束器至所述第一反射镜的光程与所述分束器至所述第二反射镜的光程一致。所述第二反射镜固定在带有千分尺的可移动平台上。该装置能实现对固体、液体折射率测量，而且使用前不需要用标准试样校对读数。
Description
技术领域
本实用新型专利涉及光学测量领域、波动光学领域，尤其涉及基于光相干图像的折射率测量装置。
背景技术
光学实验中，常需要测量出某种材料的折射率，被测量的材料可能是固体、液体。阿贝折射仪是一种常被应用测量折射率的仪器。然而，阿贝折射仪需要不时采用标准试样标定。光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography,OCT)是一种利用光的相干性，对具有特定光程的光进行选择的技术。根据OCT的原理，即光的相干长度有限的特性，本实用新型专利提出一种基于光相干图像的折射率测量仪。
发明内容
本专利公开了一种基于光相干图像的折射率测量装置，其包括：单色LED(1)、第一凸透镜(2)、光阑(3)、第二凸透镜(4)、第一偏振片(5)、分束器(6)、第一反射镜(7)、样品(8)、第二反射镜(9)、第二偏振片(10)、图像传感器(11)；单色LED(1)、第一凸透镜(2)、光阑(3)、第二凸透镜(4)、第一偏振片(5)、分束器(6)、样品(8)、第二反射镜(9)依次共轴放置；第一反射镜(7)、分束器(6)、第二偏振片(10)、图像传感器(11)依次共轴放置；第一凸透镜(2)、第二凸透镜(4)焦距均为f；单色LED(1)至第一凸透镜(2)距离，第一凸透镜(2)至光阑(3)距离、光阑(3)至第二凸透镜(4)的距离均为f；第一凸透镜(2)、光阑(3)、第二凸透镜(4)构成空间滤波装置，起到对单色LED(1)的光准直扩束的作用；第一偏振片(5)和第二偏振片(10)偏振方向一致；未放置样品(8)时，分束器(6)至第一反射镜(7)的光程与分束器(6)至第二反射镜(9)的光程一致；第二反射镜(9)固定在带有千分尺的可移动平台上；所述可移动平台的千分尺分度值不大于0.01mm，即10μm。
该装置工作时，单色LED(1)发出的光经过第一凸透镜(2)、光阑(3)、第二凸透镜(4)组成的所述空间滤波装置，出射准直光束；光束经过第一偏振片(5)转化为线偏振光，再到达分束器(6)，并被分成两束光，透射部分称为样品光，反射部分称为参考光；所述样品光透过样品(8)，到达第二反射镜(9)，并被反射，再次透过样品(8)，到达分束器(6)并被反射至第二偏振片(10)，随后透射到图像传感器(11)；所述参考光反射至第一反射镜(7)，并被反射回分束器(6)，透过分束器(6)后到达第二偏振片(10)，然后透射到图像传感器(11)；所述参考光和所述样品光最终再图像传感器(11)上混叠。若所述参考光和所述样品光的光程差小于单色LED(1)的相干长度，则在图像传感器(11)上出现干涉条纹。通常，单色LED的相干长度为20μm至30μm之间。利用单色LED的相干长度短的特点，可以测量出加入样品后的光程变化。
附图说明
图1本发明专利装置图，1单色LED，2第一凸透镜，3光阑，4第二凸透镜，5第一偏振片，6分束器，7第一反射镜，8样品，9第二反射镜，10第二偏振片，11图像传感器
具体实施方式
以下将结合本实用新型专利附图，对本实用新型专利实施方式进行清楚完整的描述。以下描述只是本专利其中一种实例，而非全部实例。具体保护范围以权利要求为准。
实施例：
图1展示了本实用新型专利的装置图，其包括：其包括：单色LED(1)、第一凸透镜(2)、光阑(3)、第二凸透镜(4)、第一偏振片(5)、分束器(6)、第一反射镜(7)、样品(8)、第二反射镜(9)、第二偏振片(10)、图像传感器(11)。该装置工作时，单色LED(1)发出的光经过第一凸透镜(2)、光阑(3)、第二凸透镜(4)组成的所述空间滤波装置，出射准直光束；光束经过第一偏振片(5)转化为线偏振光，再到达分束器(6)，并被分成两束光，透射部分称为所述样品光，反射部分称为所述参考光；所述样品光透过样品(8)，到达第二反射镜(9)，并被反射，再次透过样品(8)，到达分束器(6)并被反射至第二偏振片(10)，随后透射到图像传感器(11)；所述参考光反射至第一反射镜(7)，并被反射回分束器(6)，透过分束器(6)后到达第二偏振片(10)，然后透射到图像传感器(11)；所述参考光和所述样品光最终在图像传感器(11)上混叠。放置样品(8)前，调整所述可移动平台至图像传感器(11)出现明显干涉条纹，并记录此时所述可移动平台的刻度，记为L1。放置样品(8)后，图像传感器(11)的干涉条纹消失。调整所述可移动平台至图像传感器(11)再次出现明显的干涉条纹，记录此时刻度为L2。测量样品厚度，记录为T。设ΔL＝|L2-L1|，‘||’表示绝对值运算，|L2-L1|表示L2-L1的绝对值。设样品(8)的折射率为n。根据光程的关系，则有(n-1)·2T＝ΔL。所以n＝ΔL/(2T)+1，样品(8)折射率由此求得。
以上所述，仅为本实用新型中的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内的局部修改或替换，都应涵盖在本实用新型的包含范围内。
Claims (2)
1.一种基于光相干图像的折射率测量装置，其特征在于包括：单色LED(1)、第一凸透镜(2)、光阑(3)、第二凸透镜(4)、第一偏振片(5)、分束器(6)、第一反射镜(7)、样品(8)、第二反射镜(9)、第二偏振片(10)、图像传感器(11)；单色LED(1)、第一凸透镜(2)、光阑(3)、第二凸透镜(4)、第一偏振片(5)、分束器(6)、样品(8)、第二反射镜(9)依次共轴放置；第一反射镜(7)、分束器(6)、第二偏振片(10)、图像传感器(11)依次共轴放置；第一凸透镜(2)、第二凸透镜(4)焦距均为f；单色LED(1)至第一凸透镜(2)距离，第一凸透镜(2)至光阑(3)距离、光阑(3)至第二凸透镜(4)的距离均为f；第一凸透镜(2)、光阑(3)、第二凸透镜(4)构成空间滤波装置，起到对单色LED(1)的光准直扩束的作用；第一偏振片(5)和第二偏振片(10)偏振方向一致；未放置样品(8)时，分束器(6)至第一反射镜(7)的光程与分束器(6)至第二反射镜(9)的光程一致；所述第二反射镜(9)固定在带有千分尺的可移动平台上。
2.根据权利要求1所述一种基于光相干图像的折射率测量装置，其特征在于，所述可移动平台的千分尺分度值不大于0.01mm。
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