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专利号: 2023107187520
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于量子弱测量的双流道液体折射率传感系统,其特征在于:包含沿光路依次设置的SLD光源(1)、高斯滤光片(2)、偏振片Ⅰ(3)、带流道的棱镜Ⅰ(4)、带流道的棱镜Ⅱ(5)、四分之一波片(6)、相位补偿器SBC(7)、偏振片Ⅱ(8)和光谱仪(9),所述带流道的棱镜Ⅰ(4)、带流道的棱镜Ⅱ(5)均由直角棱镜和亚克力材质流道经紫外胶粘合而成,测量时通以待测液(10),待测液(10)的折射率应小于直角棱镜的折射率,使得光波在棱镜‑待测液表面发生全反射以引入相位差;

所述SLD光源(1)发射宽谱光,宽谱光经过高斯滤光片(2)后形成高斯光并在偏振片Ⅰ(3)处进行前选择;前选择后的光到达带流道的棱镜Ⅰ(4)和带流道的棱镜Ⅱ(5)后发生两次全反射后平行出射,出射的光经过四分之一波片(6)和相位补偿器SBC(7)进行正交偏振的相位调节;相位调节后的光通过偏振片Ⅱ(8)进行后选择,后选择后的光入射至光谱仪(9)的接收耦合头;光谱仪(9)与计算机电连接,计算机根据光谱数据计算得到中心波长位移,再由中心波长位移计算得到待测液(10)的折射率和浓度。

2.根据权利要求1所述的基于量子弱测量的双流道液体折射率传感系统,其特征在于,所述计算机根据中心波长位移计算得到待测液(10)的折射率和浓度,包括:(1)设光到达棱镜‑待测液表面时入射角为θ,液体的折射率为n。为满足全反射条件,待测液折射率须满足条件n

式中,k为相互作用强度,Δλ为高斯光的谱宽,λ0为高斯光的中心波长,Aw为观测的弱值,Δ为反射产生的总相位差,δ为波片和相位补偿器引入的相位差常量,γ是与偏振片角度有关的常量;

(3)综合步骤1和2的公式,得到中心波长移动与液体折射率的关系为:

(4)通过光谱仪测得光谱分布,用计算机求解得到中心波长位移以及反射产生的相位差Δ,利用公式(1)‑(3),得到待测液的折射率,再根据折射率浓度依赖关系可得待测液浓度。