Модифицированные методы призмы для измерения показателя преломления твердых и жидких веществ

Модифицированные методы призмы для измерения показателя преломления твердых и жидких веществ

Автор: Юрин Александр Игоревич, Вишняков Геннадий Николаевич, Минаев Владимир Леонидович

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 3 т.47, 2023 года.

Бесплатный доступ

Рассмотрены методы измерений показателя преломления оптически прозрачных диэлектрических материалов. Предложены модифицированные методы, основанные на методах наименьшего отклонения и постоянного отклонения, позволяющие определять показатель преломления трехгранных призм с неизвестными преломляющими углами. В предложенных методах производят измерения углов отклонения света на трех гранях призмы, а показатель преломления материала и преломляющие углы определяют из решения системы уравнений. Для реализации предложенных методов применена гониометрическая система, предназначенная для измерения углов между плоскими поверхностями объектов в ручном и автоматизированном режимах. Исследованы образцы в виде образцовой призмы из оптического стекла марки N-SF1 и полой призмы, заполненной дистиллированной водой. Проведено сравнение предложенных методов и оценка погрешности измерений. Показано, что модифицированные методы можно применять для высокоточных измерений показателя преломления в тех случаях, когда преломляющие углы призмы неизвестны или их измерение связано с техническими трудностями.

Еще

Показатель преломления, рефрактометрия, гониометр, метод призмы, оптические материалы

Короткий адрес: https://sciup.org/140300061

IDR: 140300061   |   DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1230

Список литературы Модифицированные методы призмы для измерения показателя преломления твердых и жидких веществ

  • Kazanskiy NL, Butt MA, Degtyarev SA, Khonina SN. Achievements in the development of plasmonic waveguide sensors for measuring the refractive index. Computer Optics 2020; 44(3): 295-318. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-743.
  • Oti W. Using refractometer to determine the sugar content in soft drinks commonly consumed in Abakaliki, Nigeria. IOSR J Appl Chem 2016; 9: 89-91. DOI: 10.9790/5736-0907018991.
  • Shehadeh A, Evangelou A, Kechagia D, et al. Effect of ethanol, glycerol, glucose/fructose and tartaric acid on the refractive index of model aqueous solutions and wine samples. Food Chem 2020; 329: 127085. DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.127085.
  • Xu M, Shao S, Weng N, Zhou L, Liu Q, Zhao Y. Atmospheric optical turbulence characteristics over the ocean relevant to astronomy and atmospheric physics. Appl Sci 2021; 11: 10548. DOI: 10.3390/app112210548.
  • Nitta T, Sekimoto Y, Hasebe T, et al. Design, fabrication and measurement of pyramid-type antireflective structures on columnar crystal silicon lens for millimeter-wave astronomy. J Low Temp Phys 2018; 193: 976-983. DOI: 10.1007/s10909-018-2047-4.
  • Shengli X, Sujuan H, Cheng Y, Ning M, Tingyun W. Refractive index profile measurement of planar optical waveguides based on the near-field technique and digital holography. Opt Fiber Technol 2022; 72: 102991. DOI: 10.1016/j.yofte.2022.102991.
  • Lee C, Choi H, Jin J, Cha M. Measurement of refractive index dispersion of a fused silica plate using Fabry–Perot interference Appl Opt 2016; 55: 6285-6291. DOI: 10.1364/AO.55.006285.
  • Rathmann CL, Mann GH, Nordberg ME. A new ultralowexpansion, modified fused-silica glass. Appl Opt 1968; 7: 819-823. DOI: 10.1364/AO.7.000819.
  • Wray JH, Neu JT. Refractive index of several glasses as a function of wavelength and temperature. J Opt Soc Am 1969; 59: 774-776. DOI: 10.1364/JOSA.59.000774.
  • Kuiper M, Van de Nes A, Nieuwland R, Varga Z, Van der Pol E. Reliable measurements of extracellular vesicles by clinical flow cytometry. Am J Reprod Immunol 2021; 85(2): e13350. DOI: 10.1111/aji.13350.
  • Konopel’ko LA. Methods of refractive index measurements in physical chemistry [In Russian]. Moscow: Triumph” Publisher; 2020. DOI: 10.32986/978-5-907052-08-03-2020-208.
  • Baijin S, Beibei Q, Fan Z, Lixi Z, Ou X, Yuwen Q, Hybrid fiber interferometer sensor for simultaneous measurementof strain and temperature with refractive index insensitivity. Opt Commun 2022; 522: 128637. DOI: 10.1016/j.optcom.2022.128637.
  • Leikin MV, Molochnikov BI, Morozov VN, Shakaryan ES. Reflective refractometry [In Russian]. Leningrad: “Mashinostroenie” Publisher; 1983.
  • Astrua M, Pisani M. Prism refractive index measurement at INRiM. Meas Sci Technol 2009; 20: 095305. DOI: 10.1088/0957-0233/20/9/095305.
  • Plotnichenko VG, Sokolov VO. Influence of absorption on the refractive index determination accuracy by the minimum deviation method. Appl Opt 2018; 57: 639-647. DOI: 10.1364/AO.57.000639.
  • Pavlov PA, Filatov YuV, Zhuravleva IB. Calibration of rotary encoders with different interfaces by means of a dynamic goniometer. Opt Eng 2021; 60(7): 074105. DOI: 10.1117/1.OE.60.7.074105.
  • GOST 28869-90. Optical materials. Methods of measuring the refractive index [In Russian]. – Moscow: "Izdateljstvo standartov" Publisher; 1990.
  • ISO 21395-1:2020. Optics and photonics – Test method for refractive index of optical glasses – Part 1: Minimum deviation method. Geneva, Switzerland: ISO; 2020.
  • Yoffe BV. Refractometric methods of chemistry [In Russian]. Leningrad: “Himiya” Publisher; 1974.
  • Born M, Wolf E. Principles of optics. Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light. 7th ed. Cambridge: Cambridge University Press; 1999. ISBN: 978-0-521-64222-4.
  • Vishnyakov GN, Levin GG, Kornysheva SV, Zyuzev GN, Lyudomirskii MB, Pavlov PA, Filatov YuV. Measuring the refractive index on a goniometer in the dynamic regime. J Opt Technol 2005; 72(12): 929-933. DOI: 10.1364/JOT.72.000929.
  • Tilton LW. Prism refractometry and certain goniometrical requirements for precision (Classic reprint). Forgotten Books; 2017.
  • Vishnyakov GN, Fricke A, Parkhomenko NM, Hori Y, Pisani M. Report on supplementary comparison COOMET.PR-S3: refractive index. Metrologia 2016; 53: 1A. DOI: 10.1088/0026-1394/53/1A/02001.
  • Edlen B. The refractive index of air. Metrologia 1966; 2(2): 71-80. DOI: 10.1088/0026-1394/2/2/002.
  • Vishnyakov GN, Minaev VL, Bochkareva SS. State primary standard of refractive index GET 138-2021 [In Russian]. Measurement Techniques 2022; 5: 4-9. DOI: 10.32446/0368-1025it.2022-5-4-9.
  • Daimon M, Masumura A. Measurement of the refractive index of distilled water from the near-infrared region to the ultraviolet region. Appl Opt 2007; 46(18): 3811-3820. DOI: 10.1364/AO.46.003811.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp