一种复折射率测量装置及其测量方法与流程

技术特征：

1.一种复折射率测量装置，其特征在于：包括激光发射器、尖劈形吸收性介质，第一镜面，第二镜面，接收屏，CCD探测器和主机，所述第一镜面和第二镜面对应平行设置成反射通道；所述激光发射器发射激光垂直入射所述尖劈形吸收性介质的直角边，光线在尖劈形吸收性介质的斜边发生折射后进入所述反射通道，光线在反射通道射进行若干次反射后投射在接收屏上，所述CCD探测器对接收屏上的光斑位置进行测量并将数据发送给主机，所述主机根据两次不同顶角的尖劈形吸收性介质引起的光斑位置的变化计算出该尖劈形吸收性介质的复折射率。

2.根据权利要求1所述的复折射率测量装置，其特征在于：所述激光发射器和尖劈形吸收性介质间还设置有扩束器对激光进行扩束。

3.根据权利要求1所述的复折射率测量装置，其特征在于：所述主机为计算机。

4.一种基于权利要求1所述的复折射率测量装置的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1：激光发射器发出激光垂直入射顶角为α₁的尖劈形吸收性介质的直角边，CCD探测器检测接收屏上的光斑的位置；

步骤S2：主机根据所述光斑的位置计算光线经过尖劈形吸收性介质的斜边时的实折射角

步骤S3：取顶角为α₂的尖劈形吸收性介质进行以上步骤得到实折射角

步骤S4：结合实折射角与尖劈形吸收性介质复折射率的关系：

其中，n、κ分别为尖劈形吸收性介质的实部、虚部，为尖劈形吸收性介质的复折射率；α为尖劈形吸收性介质的顶角，为由尖劈形吸收性介质斜边折射到空气中的实折射角，n_i为空气折射率；

代入步骤S1和步骤S2的数据，得下式：

对上式进行推导，求得复折射率的实部和虚部如下：

则该尖劈形吸收性介质的复折射率为

5.根据权利要求4所述的复折射率测量装置的测量方法，其特征在于：所述步骤S2中实折射角的计算方法如下：以激光发射器出射的激光方向为X轴建立直角坐标系，CCD探测器检测到接收屏上光斑在Y轴上的偏移量oy_2n-1为：

oy_2n-1＝L tanθ+(2n-3)D tanθ+M tanθ

其中，L为尖劈形吸收性介质的斜边折射处到第一镜面的距离，D为第一镜面和第二镜面之间的距离，M为第二镜面到接收屏的距离，θ为光线在尖劈形吸收性介质的斜面处发生折射的偏转角，n为自然数且n≥2，2n-2的值等于光线在反射通道内发生反射的次数；

由上式及几何关系可得：

$\mathrm{\θ}=\arctan \[\frac{{\mathrm{oy}}_{2n-1}}{L+(2n-3)D+M}\]$

其中，α为尖劈形吸收性介质的顶角，为由尖劈形吸收性介质斜边折射到空气中的实折射角。