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　　申請號：201510386825.6
　　申請人：鄭州輕工業學院
　　發明人：王東琳 楊坤 翟鳳瀟 楊紅軍 李海寧

　　摘要：本發明提出一種檢測金剛石對頂砧中物質體積和折射率的裝置及方法，本發明適用于物質高壓下的折射率和高壓物態方程的研究。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有匯聚物鏡和三棱鏡，立方棱鏡后方設有面陣探測器，三棱鏡的出射光路上設有反射鏡，匯聚物鏡的出射光路上設有金剛石對頂砧，金剛石對頂砧與第一位移機構相連，反射鏡與第二位移機構相連。本發明只使用一套干涉測量裝置，可以一次解算出樣品的實時厚度和折射率，加上面陣成像特點得出樣品的體積，無需配置額外的單色光干涉裝置，測量過程簡單，方便高壓下物質參數的測量，且容易實現。本發明在能源、材料等領域具有巨大的市場應用價值。 　　主權利要求：1.一種檢測金剛石對頂砧中物質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有匯聚物鏡(3)和三棱鏡(5)，立方棱鏡(2)后方設有面陣探測器(7)，三棱鏡(5)的出射光路上設有反射鏡(6)，匯聚物鏡(3)的出射光路上設有金剛石對頂砧(4)，金剛石對頂砧(4)與第一位移機構(8)相連，反射鏡(6)與第二位移機構(9)相連。
　　2.一種檢測金剛石對頂砧中物質體積和折射率的方法，其特征在于是按照 下述方式進行的： 步驟(1)，寬帶光源(1)發出的空間光經過立方棱鏡(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)進行光路轉折后入射在反射鏡(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)，通過第二位移機構(9)來控制反射鏡(6)的移動，反射鏡(6) 移動時，面陣探測器(7)采集金剛石對頂砧(4)中的干涉數據；驅動第一位 移機構(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，第二位移機構(9)驅動反射鏡(6)做快 速移動，這樣在面陣探測器(7)得到共聚焦OCT的數據，通過圖像復原算法 復原出圖像，測量圖中金剛石對頂砧(4)的上下兩個表面的距離，該距離便是 樣品的光學厚度n*d，d為樣品實際厚度、n為樣品折射率，而第一位移機構(8) 移動過程中，測量復原圖中的金剛石對頂砧(4)上下表面峰值對應的第一位移 機構(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)，由共焦成像的數據d/n和數據n*d便可分別解算出金剛石對頂砧 中樣品的折射率n和加壓后的實際厚度d，另外；在干涉光信號的探測端采用面 陣探測器進行光電轉換，即可實現全場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.根據權利要求2所述的檢測金剛石對頂砧中物質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。