[发明专利]一种物体成分均匀性的测定装置和测定方法

说明书

本发明公开一种物体成分均匀性的测定装置，属于光学与晶体学领域，其包括激光源、扩束镜、波片、聚焦物镜、棱镜、载物台组件、位移平台、偏光显微镜、带通滤波片、物镜和滤光镜筒，扩束镜设置在激光光源的出射方向上，聚焦物镜设置在扩束镜出射光方向上，波片设置在扩束镜和聚焦物镜之间，棱镜设置在聚焦物镜出射光方向上，棱镜的底面用于设置待测样品，棱镜的顶面上悬置有偏光显微镜，聚焦物镜出射光对准棱镜的一个侧面，物镜镜头对准棱镜的另一个侧面，滤光镜筒设置在物镜的出射光方向上，滤光镜筒内设置有可调针孔和偏振片，在滤光镜筒和物镜之间设置有带通滤波片，待测样品设置在载物台组件上。本发明装置能够精确、简单地判定样品的成分。

技术领域

本发明属于光学与晶体学领域，更具体地，涉及一种物体成分均匀性的测定装置和测定方法。

背景技术

折射率作为一种基本物理性质，可以反映物质的很多属性。例如在食品工业中用折射率反映浓度、纯净度、品质等；在医疗领域，传感器芯片的测量结果可以反映在折射率的变化上；光通信领域，折射率的变化是实现光信号调制的基础。

折射率的测量是一项基础技术，现在已有很多种基于几何光学或物理光学的方法，例如偏向角法、临界角法、干涉仪法等等。这些测量方式已经较为成熟，可以解决针对液体、整块固体等均匀物质的折射率测量。但在测量一些具有复杂的折射率分布的样品时，面临着空间分辨率不足的问题。在样品体积微小，无法加工成规则形状时，这些方法就很难使用。

因此，人们普遍认为，采用光学领域的折射率测量方法是不适合应用于测量成分复杂样品的折射率的。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于，提供一种物体成分均匀性的测定装置和测定方法，解决现有的折射率测量技术难以获得成分和表面形貌均较为复杂的样品折射率分布问题，进而能通过采用折射率分布测量方式判定特定物质成分均匀性。

为实现上述目的，本发明提供了一种物体成分均匀性的测定装置，其包括激光源、扩束镜、波片、聚焦物镜、棱镜、载物台、载物台组件、偏光显微镜、物镜和滤光镜筒，其中，扩束镜设置在激光光源的出射方向上，聚焦物镜设置在扩束镜出射光方向上，波片设置在聚焦物镜和扩束镜之间，棱镜设置在聚焦物镜出射光方向上，棱镜的纵截面为梯形，棱镜的底面用于设置待测样品，棱镜的顶面上悬置有偏光显微镜，聚焦物镜出射光对准棱镜的一个侧面，物镜镜头对准棱镜的另一个侧面，用于接收从棱镜出射的出射光，滤光镜筒设置在物镜的出射光方向上，滤光镜筒内设置有可调针孔和偏振片，待测样品设置在载物台组件上，载物台组件能够沿X方向、Y方向以及Z方向移动，以带动待测样品按照预期位置在三维平面移动，从而完成对整个待测样品各个区域的成分均匀性测定。

进一步的，还包括相机和计算机，相机与计算机相连，相机用于接收滤光镜筒的出射光并成像，计算机用于提取暗界限位置，判断折射率模式，计算对应的折射率、双折射率，并通过与电动式的载物台组件的同步，完成对样品表面上每一个点的测量。

进一步的，所述激光源为红外激光源。所述聚焦物镜为无限共轭物镜，通过无限共轭方式成像，所述载物台上设置了弹簧片，对于薄片状的样品，弹簧片用于将样品压紧于台面上。

进一步的，所述棱镜的纵截面为梯形，其材质为高折射率玻璃的光学玻璃或其他材质如蓝宝石、红宝石晶体、氧化锆等，其折射率大于1.7。

进一步的，工作时，纵截面为梯形的棱镜底面与待测样品薄片相贴合，在贴合形成的缝隙处设置有折射率油，折射率油的折射率具有介于棱镜折射率和样品折射率之间。

进一步的，还包括视觉成像相机，其与计算机相连，视觉成像相机用于接收偏光显微镜图像，并通过计算机获取样品表面形状、解理特征，以辅助成分均匀性测定，工作时，通过电动式载物台组件的移动，图像特征的提取、多幅图像的拼接，形成完整的表面视觉图像，结合每一个点的折射率测量，完成折射率分布图，根据折射率判断成分均匀性。