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一种自动锁定布儒斯特角测量折射率的装置及方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-10-21 15:38:36

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:湖北省咸宁市| 余冬林 | 2022-10-23 16:24:21

        目前测量布儒斯特角及折射率的装置及方法,需要对光源发出光的角度、待测介质的位置或角度、光探测器的位置作多次的调整。而且,对布儒斯特角的判定通过光探测器是否取得最小值来实现,为人工判定方式,从而会带来一定的误差。此外,由于光源的电压、电流的不稳定以及环境光的变化、干扰,待测介质的入射光强不稳定,在以布儒斯特角入射时,反射光强可能不是最小,从而也会引起测量误差。本发明涉及一种自动锁定布儒斯特角测量折射率的装置,包括底座和载物台,底座上固定安装有激光器、偏振片、电动旋转台、第一凸透镜、第二凸透镜、第一光电探测器、第二光电探测器、减法器和控制模块;第一凸透镜和第二凸透镜分别设置在待测光学介质的反射光路和折射光路中,且两者的焦点均设置在待测光学介质的入射光点处;第一光电探测器和第二光电探测器均以有线方式与减法器的输入端电性连接;减法器的输出端和电动旋转台的输入端均以有线方式电性连接于控制模块。本发明还提供一种基于上述装置的自动锁定布儒斯特角测量折射率的方法。本发明结构简单、操作便捷,可实现布儒斯特角的自动锁定,且对介质折射率的测量精度高。

        该技术成果方案,包括底座和用于固定待测光学介质的载物台,所述底座上固定安装有激光器、用于将激光器发射出的自然偏振光变为线偏振光的偏振片、用于旋转载物台的电动旋转台、第一凸透镜、第二凸透镜、第一光电探测器、第二光电探测器、减法器和控制模块;所述第一凸透镜和第二凸透镜分别设置在待测光学介质的反射光路和折射光路中,且两者的焦点均设置在待测光学介质的入射光点处;所述第一光电探测器和第二光电探测器分别用于接收反射光和折射光,且两者均以有线方式与减法器的输入端电性连接;所述减法器的输出端和电动旋转台的输入端均以有线方式电性连接于控制模块。在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。进一步,所述激光器和偏振片之间设置有用于调节激光光束直径大小的光阑。进一步,所述激光器发出的激光为单色激光。进一步,所述激光器、待测光学介质、第一凸透镜、第二凸透镜、第一光电探测器和第二光电探测器的中心处于同一水平面。进一步,所述待测光学介质为透光或半透光且表面光滑的固态物质。进一步,所述电动旋转台为超高精密电动旋转台,且其最小旋转角度为0.00125°。

      该技术属于光学参数测量技术领域。目前测量布儒斯特角及折射率的装置及方法,需要对光源发出光的角度、待测介质的位置或角度、光探测器的位置作多次的调整。而且,对布儒斯特角的判定通过光探测器是否取得最小值来实现,为人工判定方式,从而会带来一定的误差。

        该技术提出一种自动锁定布儒斯特角测量折射率的装置及方法,其结构简单、工作可靠性好、操作便捷,可实现布儒斯特角的自动锁定,且对介质折射率的测量精度高。该技术在光学参数测量技术领域具有良好的应用前景。

       该技术研发团队由湖北科技学院光电技术工程中心的2位教授、2位副教授、1位讲师和1位主管技师组成,其中5人为相关专业博士,具有较强的研究水平。在前期的研究工作中已经形成了分工合理、合作紧密的小型研究团队。研究队伍还建立了光电实验室,该实验室有大二大三学生20名,经常参加各类学科竞赛并获奖。

       该项技术负责人为湖北科技学院王可畏副教授,华中科技大学博士。共发表学术论文、专利50余篇,其中第一作者发表SCI论文6篇,中文核心1篇、教研论文7篇,发表发明专利8项、实用新型17项。

        该技术成果投入的经费约为10000元,可以在自动锁定布儒斯特角,同时测量出待测光学介质的折射率参数,具有操作简便、测量准确的优点。目前需要完成测量装置的设计、制作、升级,如测量装置研制成功,预计售价为50000元/台;成果是对现有液体折射率测量设备的创新,具有推广性好等优点,具备良好的经济效益。

       本团队有该项目的自主知识产权及掌握了核心技术,希望以技术入股或技术合作方式合作,资金需求为50万元,主要用于基于该专利的测量装置的设计、制作、升级,期望将该项目打造成新型光学介质折射率测量装置设备商品。