(47-3) 07 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Модифицированные методы призмы для измерения показателя преломления твердых и жидких веществ
А.И. Юрин 1,2, Г.Н. Вишняков 2,3, В.Л. Минаев 1,2

1 Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»,
101000, Россия, г. Москва, ул. Мясницкая, д. 20;
2 Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений,
119361, Россия, г. Москва, ул. Озерная, д. 46;
3 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана,
105005, Россия, г. Москва, 2-я Бауманская улица, д. 5, стр. 4

 PDF, 832 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1230

Страницы: 392-397.

Аннотация:
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.

Ключевые слова:
показатель преломления, рефрактометрия, гониометр, метод призмы, оптические материалы.

Благодарности
Xxxx.

Цитирование:
Юрин, А.И. Модифицированные методы призмы для измерения показателя преломления твердых и жидких веществ / А.И. Юрин, Г.Н. Вишняков, В.Л. Минаев // Компьютерная оптика. – 2023. – Т. 47, № 3. – С. 392-397. – DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1230.

Citation:
Yurin AI, Vishnyakov GN, Minaev VL. Modified prism methods for measuring the refractive index of solid and liquid substances. Computer Optics 2023; 47(3): 392-397. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1230.

References:
  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. Rathmann CL, Mann GH, Nordberg ME. A new ultralow-expansion, modified fused-silica glass. Appl Opt 1968; 7: 819-823. DOI: 10.1364/AO.7.000819.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. Baijin S, Beibei Q, Fan Z, Lixi Z, Ou X, Yuwen Q, Hybrid fiber interferometer sensor for simultaneous measurement of strain and temperature with refractive index insensitivity. Opt Commun 2022; 522: 128637. DOI: 10.1016/j.optcom.2022.128637.
  13. Leikin MV, Molochnikov BI, Morozov VN, Shakaryan ES. Reflective refractometry [In Russian]. Leningrad: “Mashinostroenie” Publisher; 1983.
  14. Astrua M, Pisani M. Prism refractive index measurement at INRiM. Meas Sci Technol 2009; 20: 095305. DOI: 10.1088/0957-0233/20/9/095305.
  15. 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.
  16. 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.
  17. GOST 28869-90. Optical materials. Methods of measuring the refractive index [In Russian]. – Moscow: "Izdateljstvo standartov" Publisher; 1990.
  18. ISO 21395-1:2020. Optics and photonics – Test method for refractive index of optical glasses – Part 1: Minimum deviation method. Geneva, Switzerland: ISO; 2020.
  19. Yoffe BV. Refractometric methods of chemistry [In Russian]. Leningrad: “Himiya” Publisher; 1974.
  20. 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.
  21. 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.
  22. Tilton LW. Prism refractometry and certain goniometrical requirements for precision (Classic reprint). Forgotten Books; 2017.
  23. 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.
  24. Edlen B. The refractive index of air. Metrologia 1966; 2(2): 71-80. DOI: 10.1088/0026-1394/2/2/002.
  25. 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.
  26. 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.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: journal@computeroptics.ru; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20