摘要：为了实现利用最小偏向角法对无定形流体的高精度折射率测量,设计了一种全新的恒温空心三棱镜装置,对该装置的光路和恒温组件进行精确设计,将其应用于测量液体折射率,对测量结果和不确定度进行定量分析。首先,通过对三棱镜光学平面的精确设计和加工,实现对测量光线的精准控制。其次,通过对恒温夹套内空心管路的迂回设计,使测量池内液体的温度波动和温场均匀性满足高精度折射率测量要求。最后,将该装置应用于液体折射率测量,定量分析了各影响因素的测量不确定度。实验结果表明:对于水、异辛烷、四氯乙烯3种液体,其折射率测量精度达到10^(-7),测量不确定度可低至10^(-5)。实现了用最小偏向角法对液体折射率的高精度测量。

摘要：液体折射率是日常生产和学习中经常使用的物理量,但现有液体折射率测量仪器在便携化、自动化、精确化上不能兼备。基于光学全反射原理,利用角度传感器与3D打印技术,设计并制作了便携式液体折射率测量仪,仪器具有小巧便携、全自动测量、智能计算、精度高等特点,理论计算误差为0.04%,实际测量误差在0.2%以内。

摘要：折射率是反映物质信息的重要物理量,在化学、生物、医药等领域中,经常需要将样品制成低浓度溶液进行化学或物理反应,通过对其折射率微小变化的检测来测定样品的各种性质及参数。为此,提出了一种利用表面等离子体共振传感原理测量液体介质折射率的激光相位测量方法,采用Kretschmann结构并建立模型。理论分析表明,在1.333~1.336的折射率变化范围内,反射光p、s分量相位差的变化与折射率变化呈近似线性关系,并由此得到测量公式。设计并搭建了基于双频激光外差干涉光路的折射率测量系统,系统具有良好的共光路结构,抗干扰能力强,信号处理采用相位调制方法,光路结构简单,测量精度较高。通过甘油溶液折射率测量实验表明其与理论分析结果一致,且与其他方法的结果吻合,两者的相互误差小于2.0×10^-5。该方法可广泛应用于生物检测、化学分析、环境污染研究、医学诊断、食品卫生检测等领域。

摘要：基于模间干涉原理设计并实验制作了一种反射型全光纤液体折射率传感器,该传感器是由一段无芯光纤熔接在两个单模光纤之间制作而成。其工作原理是由单模光纤和无芯光纤耦合点处激发出高阶模式,经过末端单模光纤端面的反射,在无芯光纤和单模光纤界面发生二次耦合,从而形成模间干涉。数据处理后可得,在氯化钠、甘油和蔗糖溶液中传感器有不同的折射率灵敏度,每种溶液分别为-104.14345dB/RIU、-153.91078dB/RIU和-95.40521dB/RIU。温度灵敏度为35.27pm/℃,温度在强度上的改变对折射率的测量影响非常小,相对于该波峰波长漂移量可以忽略不计,温度的串扰较小。所提出的传感器具有结构简单、机械性能优良和灵敏度高等优点,在液体折射率的监测领域具有一定的应用潜力。

摘要：本文提出了一种基于光纤位移测量的液体折射率测量方法。首先,采用激光干涉法设计了液体折射率测量的光学系统,并基于激光散斑消除理论,设计了针孔滤波器合理消除散斑,提高了系统的抗干扰能力;其次,对测量系统中的位移测量方法进行分析和研究,提出了一种光纤式位移测量方法,并设计应用反射式光纤位移传感器,取消传统的条纹计数,实现了位移的高精度测量,其测量分辨力可达微米级;再次,采用机械位移驱动系统,驱动光学系统元件移动来实现光程差的自动变化,其驱动分辨力可达纳米级;最后,搭建液体折射率总体测量演示验证系统,以纯水、溶液为实验对象,其所需待测样品的容量少于0.001ml。实验结果表明:纯水折射率的测量精度可达1.5×10-3,溶液折射率测量精度可达2.1×10-3,表明该测量方法可实现液体折射率的非接触、高精度、智能测量。

摘要：在中学物理教学中，光的折射是光学部分的重要内容，但教材中只介绍了测量玻璃砖的折射率的方法，没有介绍测量液体折射率的方法。传统演示光的折射的方法是：用线光源打在盛水容器的侧壁上发生漫反射的亮线代替入射光和折射光。这种方法理论上有错误，因为亮线不是入射光和折射光，光线在透明介质中是不能被观察到的，有些教师在空气中喷烟雾以显示出入射光径迹，尤其是在测量水的折射率时会在水中加牛奶以显示光的折射径迹，这样做就改变了水的折射率。笔者设计了液体折射率测量仪，可以用三种方法测量液体折射率。

摘要：设计了由一块等腰梯形玻璃棱镜和一块平玻璃板组成的"积木式"劈形膜构件,借助于常规的读数显微镜和单色平行光源,就可以方便地利用等厚干涉原理测量透明液体的折射率.结果表明这种测量装置物理思路清晰、操作简便、重复性好、测量精度高,适合在高校的光学实验室推广.

摘要：针对液体折射率测量实验提出一种全新的教学思路,能够让学生系统地体验现象观察、模型建立、实验装置设计及结构优化、软件编程及数据自动化处理等科学探索的全过程。实验内容既包含全反射光学原理,又涉及CMOS图像传感器、MatLab编程技术,力求用科技手段改造原有的实验教学。通过近四年的教学实践,该实验设计有效地改善了教学效果,对学生综合素养的培养大有裨益。

摘要：设计了液体折射率双线CCD的动态测量系统,采用尖劈状容器,利用激光垂直入射某一表面,从而实现在工作面固定入射角(等于尖劈状容器的内部顶角),再采用双CCD测量出射光线的角度,从而计算出液体的折射率.此装置结构简单、调整方便,可动态更换待测的液体,实现实时动态检测折射率.

摘要：利用FB805型旋转液体实验仪,设计出一种较为简洁的测量方法,探究激光光线在同一介质中折射率随温度变化的规律。该方法能够直观且实时地获取不同温度下液体的折射率,继而获得温度与折射率的关系(温度范围为27.5~80℃)。通过对实验操作、实验数据收集处理以及误差分析,为日后仪器改进和进一步探究提供思路。