申請?zhí)枺?01510386825.6
　　申請人：鄭州輕工業(yè)學(xué)院
　　發(fā)明人：王東琳 楊坤 翟鳳瀟 楊紅軍 李海寧

　　摘要：本發(fā)明提出一種檢測金剛石對頂砧中物質(zhì)體積和折射率的裝置及方法，本發(fā)明適用于物質(zhì)高壓下的折射率和高壓物態(tài)方程的研究。所述裝置包括寬帶光源，還包括立方棱鏡，立方棱鏡的兩路出射光路上依次設(shè)有匯聚物鏡和三棱鏡，立方棱鏡后方設(shè)有面陣探測器，三棱鏡的出射光路上設(shè)有反射鏡，匯聚物鏡的出射光路上設(shè)有金剛石對頂砧，金剛石對頂砧與第一位移機(jī)構(gòu)相連，反射鏡與第二位移機(jī)構(gòu)相連。本發(fā)明只使用一套干涉測量裝置，可以一次解算出樣品的實(shí)時(shí)厚度和折射率，加上面陣成像特點(diǎn)得出樣品的體積，無需配置額外的單色光干涉裝置，測量過程簡單，方便高壓下物質(zhì)參數(shù)的測量，且容易實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明在能源、材料等領(lǐng)域具有巨大的市場應(yīng)用價(jià)值。 　　主權(quán)利要求：1.一種檢測金剛石對頂砧中物質(zhì)體積和折射率的裝置，包括寬帶光源(1)，其特征在于：還包括立方棱鏡(2)，立方棱鏡(2)的兩路出射光路上依次設(shè)有匯聚物鏡(3)和三棱鏡(5)，立方棱鏡(2)后方設(shè)有面陣探測器(7)，三棱鏡(5)的出射光路上設(shè)有反射鏡(6)，匯聚物鏡(3)的出射光路上設(shè)有金剛石對頂砧(4)，金剛石對頂砧(4)與第一位移機(jī)構(gòu)(8)相連，反射鏡(6)與第二位移機(jī)構(gòu)(9)相連。
　　2.一種檢測金剛石對頂砧中物質(zhì)體積和折射率的方法，其特征在于是按照 下述方式進(jìn)行的： 步驟(1)，寬帶光源(1)發(fā)出的空間光經(jīng)過立方棱鏡(2)分成兩路傳播， 一路光通過匯聚物鏡(3)后匯聚在金剛石對頂砧(4)中的樣品上，光在樣品 中被后向散射成為樣品光原路返回至立方棱鏡(2)；另外一路光則通過三棱鏡 (5)進(jìn)行光路轉(zhuǎn)折后入射在反射鏡(6)上，反射鏡(6)將光原路反射回形成 參考光；樣品光和參考光在立方棱鏡(2)處形成干涉光被面陣探測器(7)接 收； 步驟(2)，通過第二位移機(jī)構(gòu)(9)來控制反射鏡(6)的移動，反射鏡(6) 移動時(shí)，面陣探測器(7)采集金剛石對頂砧(4)中的干涉數(shù)據(jù)；驅(qū)動第一位 移機(jī)構(gòu)(8)將金剛石對頂砧(4)緩慢移動，這樣樣品光將聚焦在金剛石對頂 砧(4)中樣品的深度各層中，同時(shí)，第二位移機(jī)構(gòu)(9)驅(qū)動反射鏡(6)做快 速移動，這樣在面陣探測器(7)得到共聚焦OCT的數(shù)據(jù)，通過圖像復(fù)原算法 復(fù)原出圖像，測量圖中金剛石對頂砧(4)的上下兩個(gè)表面的距離，該距離便是 樣品的光學(xué)厚度n*d，d為樣品實(shí)際厚度、n為樣品折射率，而第一位移機(jī)構(gòu)(8) 移動過程中，測量復(fù)原圖中的金剛石對頂砧(4)上下表面峰值對應(yīng)的第一位移 機(jī)構(gòu)(8)位置之差，就是壓腔中樣品的等效光程厚度d/n，這樣共聚焦干涉成 像信號便可全部獲取； 步驟(3)，由共焦成像的數(shù)據(jù)d/n和數(shù)據(jù)n*d便可分別解算出金剛石對頂砧 中樣品的折射率n和加壓后的實(shí)際厚度d，另外；在干涉光信號的探測端采用面 陣探測器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，即可實(shí)現(xiàn)全場OCT成像；采用面陣探測器7成像后可 以對金剛石對頂砧的橫向范圍進(jìn)行成像，可以通過成像放大率來測量壓腔的面 積S，并最終測量出壓腔的樣品體積V＝d*S。
　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測金剛石對頂砧中物質(zhì)體積和折射率的方法， 其特征在于：反射鏡(6)的移動速度快于金剛石對頂砧的移動速度。