全光纤多重回馈液体折射率测量

牛海莎，潘雨婷，祝连庆，陈 恺，骆 飞

（北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室，北京100192）

1 引 言

折射率作为液体最重要的光学参数之一，在生物［1］、医学［2］及化工［3］等领域的浓度、纯度鉴定［4］上具有重要的应用。随着现代科技的发展，新材料不断涌现，对折射率的测量精度和测量范围都提出了更高的要求［5］。目前，折射率测量技术主要基于折射定律和干涉法两大类。基于折射定理的测量方法包括最小偏向角法［6］、V棱镜法［7］和全反射法［8］等。其中，最小偏向角法精度最高［9］，其原理是通过测量光线从棱镜出射后的最小偏向角获得折射率，精度可以达到10-6，是折射率测量国家标准，但是该方法需要将待测样品加工成精密棱镜，棱镜顶角的加工精度要优于2′，成本高、难度大且不适用于液体折射率测量；V 棱镜法和全反射法分别通过测量出射光线的偏折角或全反射的临界角得出折射率大小，待测样品可为固体和液体，所以应用较为广泛。然而这两种方法可测试的折射率仅为1.3～1.7，无法满足大折射率新材料的测量需求。

干涉法的基本思路是：采用干涉仪同时测量光程nL和几何长度L的变化，其比值即为折射率n，因此该方法在理论上不受折射率大小的限制。虽然基于干涉法的折射率测量常有报道［10-11］，但至今未得到广泛的应用，这是因为：基于干涉法的折射率测量系统结构复杂、光路调节困难，测量精度很容易受到激光功率波动、空气扰动和振动的影响［12］；……