本发明涉及精密光学测量，具体涉及到一种基于斯托克斯参数测量手性溶液浓度的方法及装置。
背景技术：
1、一束线偏振光经过手性分子液体会发生旋光现象。传统利用旋光法测量手性液体浓度的原理是将一束线偏振激光经过待测溶液，在出射端放置检偏器，通过旋转检偏器观察透过的光场强度至消光，通过记录检偏器旋转的角度从而计算液体浓度。然而该方法只局限于测量单一溶液浓度；现实生活中通常是多种溶液的混合后状态及浓度的检测，比如测量样品溶液内部浓度的非均匀变化以及非均匀性。因此，如何测量样品各位置非均匀浓度是目前需要解决的问题。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基于斯托克斯参数测量手性溶液浓度的方法及装置，利用手性分子特有的旋光性，实现混合手性溶液各区域非均匀浓度测量。
2、为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种基于斯托克斯参数测量手性溶液浓度的装置，包括高斯激光生成器、水平线偏振调制器、扩束器、待测手性样品溶液、用于重建探测光场横向偏振分布的斯托克斯(stokes)参数测量装置以及ccd接收装置。
4、进一步的，所述斯托克斯参数测量装置中设有检偏器。
5、一种采用上述所述装置测试手性溶液浓度的方法，所述方法包括：
6、(1)先对待测光场进行水平线偏振方向与斜45°线偏振方向的光强投影进行测量，分别表示为ih和id；
7、(2)测量探测光场经过手性溶液的总光强，记为i0；
8、(3)计算斯托克斯参数：重建光场横向偏振分布，计算三个斯托克斯参数s0、s1、s2，其数学表达式为：
9、s0＝i0,s1＝2ih-s0,s2＝2id-s0
10、(4)计算溶液内部各区域浓度：经过手性样品溶液前后光场横向各处线偏振的旋转角度为θ，旋光角与手性样品浓度的关系表达式θ＝clλ，因此溶液内部各区域浓度c＝θ/(lλ)，其中λ为材料在一定波长和温度下的比旋光度，l为旋光介质长度。
11、进一步的，测量ih和id需将经过手性样品溶液的探测光束经过斯托克斯(stokes)参数测量装置中的检偏器，调制检偏器角度分别为0°和45°，用ccd记录光强ih和id；
12、进一步的，测量i0需移除斯托克斯(stokes)参数测量装置，用ccd记录光强i0。
13、进一步的，利用ccd所采集的ih、id以及i0，通过matlab软件计算分析经过手性溶液前后各位置线偏振的旋转角度，进而重新构建光场的横向偏振分布。
14、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
15、(1)本发明的应用领域广：测量对象面向于任何手性分子溶液，且不局限于单一浓度的手性溶液；
16、(2)能实现混合手性溶液各区域非均匀浓度测量：本发明能够利用斯托克斯参数法重构探测光场横向各位置的偏振分布，通过matlab软件计算分析经过手性溶液前后各位置线偏振的旋转角度，实现混合手性溶液各区域非均匀浓度测量；
17、(3)本发明具有适用性广，方法简单，价格低廉，只需一些简单的光学元件及ccd，不仅可以实现更复杂手性样品溶液局域非均匀浓度测量，而且也适用于检测某些复杂手性溶液内部浓度的非均匀变化及非均匀性。
1.一种基于斯托克斯参数测量手性溶液浓度的装置，包括高斯激光生成器(1)、水平线偏振调制器(2)、扩束器(3)、待测手性样品溶液(4)、用于重建探测光场横向偏振分布的斯托克斯(stokes)参数测量装置(5)以及ccd接收装置(6)。
2.如权利要求1所述的一种基于斯托克斯参数测量手性溶液浓度的装置，其特征在于，所述斯托克斯参数测量装置(5)中设有检偏器。
3.一种采用权利要求2述所述装置测试手性溶液浓度的方法，所述方法包括：
4.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述待测手性样品溶液(4)的探测光束经过斯托克斯(stokes)参数测量装置(5)中的检偏器，调制检偏器角度分别为0°和45°，用ccd记录光强ih和id。
5.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述斯托克斯(stokes)参数测量装置(5)移除后测量i0，用ccd记录光强i0。
6.如权利要求5所述方法，其特征在于，利用ccd所采集的ih、id以及i0，通过matlab软件计算分析经过手性溶液前后各位置线偏振的旋转角度，进而重新构建光场的横向偏振分布。