一种宫腹腔镜内光波导介质折射率的测量方法技术

本发明专利技术涉及宫腔镜内介质材料测量技术领域，具体涉及一种宫腹腔镜内光波导介质折射率的测量方法，该方法首先将待测光波导介质圆柱体固定于可测量角度的分光计表面，随后在同一水平面内，采用高功率激光器照射圆柱体端面，使之在端面处形成反射和透射。将反射光调制与出射光重叠后，记录分光计底盘角度值为初始数值。随后准备光功率探测器，将探测器置于入射光光路，测量初始光功率，随后将分光计按照小角度递进，顺时针或逆时针旋转。每次旋转后，需用探测器测量反射光强度。最终记录的所有光功率与角度关系中，找到光功率最小值对应的角度。再用其与初始角度之差得到布儒斯特角，最后根据斯涅尔定理计算出圆柱体折射率。后根据斯涅尔定理计算出圆柱体折射率。后根据斯涅尔定理计算出圆柱体折射率。

【技术实现步骤摘要】
一种宫腹腔镜内光波导介质折射率的测量方法


[0001]本专利技术涉及宫腔镜内介质材料测量
，特别是涉及一种宫腹腔镜内光波导介质折射率的测量方法。

技术介绍

[0002]宫腹腔镜分为宫腔镜和腹腔镜，其主要部分是由一根直径为2 mm长度约50 cm的金属管外接分析测试计算机组成。金属管内部为空心结构，由两条光路填充，一条是照明光纤，主要用于在宫腔或腹腔内产生光源，另一条由光波导介质填充，用于将宫腹腔内反射光进行收集，通过光波导介质传入计算机系统进行成像分析。
[0003]由于光学设计要求，内部光波导介质不是一整根材料，而是由若干个长度约几厘米，直径约2 mm的圆柱体组成，其端面平整光滑，侧面有的光滑透明，有的则有磨砂表面，具体区分则由成像要求确定。可以看到，宫腹腔镜的成像清晰度主要受到光波导介质影响，然而，为了降低成本，厂家往往会用旧的光波导介质或不同来源的光波导介质圆柱体进行替换，容易导致在宫腹腔镜检查时成像不清楚或不准确，进而影响医生的诊断和病人的病情。因此有必要在安装或替换光波导介质圆柱体时对其进行量化测量。
[0004]影响圆柱体的光学特性，除了几何结构外，主要因素为折射率。传统测量折射率方法有很多，然而，受到圆柱体较小尺寸和不同表面的限制，传统方法无法准确的进行测量。而若利用光纤分析仪测量圆柱体，其单根2 mm的直径又远大于光纤直径，导致无法测量，因此有必要引入新的方案来进行宫腹腔镜内光波导介质折射率的测量。

技术实现思路

[0005]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的在于提供一种宫腹腔镜内光波导介质折射率的测量方法，其具有测量精准、可重复性强等优点。
[0006]本专利技术首先将圆柱体固定于可测量角度的分光计表面，随后在同一水平面内，采用高功率激光器照射圆柱体端面，使之在端面处形成反射和透射，将反射光调制与出射光重叠后，记录分光计底盘角度值为初始数值，随后准备光功率探测器，将探测器置于入射光光路，测量初始光功率，随后将分光计按照小角度递进，顺时针或逆时针旋转。每次旋转后，需用探测器测量反射光强度，由于反射光功率会随距离发生衰减，因此每次测量时，应尽量保证圆柱体端面与探测器表面相等。分光计旋转角度范围为0
°
~180
°
，最终记录的所有光功率与角度关系中，找到光功率最小值对应的角度，再用其与初始角度之差得到布儒斯特角，最后根据斯涅尔定理计算出圆柱体折射率。
[0007]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种宫腹腔镜内光波导介质折射率的测量方法，包括如下具体步骤：（1）将圆柱体固定于分光计平面上，放置高功率激光器，确保激光光线与圆柱体处于同一平面，将激光光束照射至圆柱体端面圆心位置，激光照射光斑应小于圆柱体端面面积。
[0008]（2）旋转分光计底座，确保端面反射光与入射光重合，利用光功率探测器测量激光入射功率，记录分光计角度为初始角度。
[0009]（3）小角度旋转分光计底座，记录分光计角度，固定光功率探测器与圆柱体端面距离，记录反射光功率，随后继续旋转并重复测量，分光计旋转角度范围为0
°
~180
°
。
[0010]（4）寻找反射光功率最小时对应的分光计角度，计算该角度与初始角度差，即为布儒斯特角。
[0011]（5）根据斯涅尔定理，计算不如斯特角的正切值，再用空气折射率除以该正切值，即得到被测圆柱体的折射率。
[0012]进一步地，步骤（1）所述高功率激光器，其波长为400~800 nm，功率为1 mW~200 mW，分光计最小转动角度为0.1
°
~10
°
，待测量圆柱体直径为1~20 mm，长度为1~30 cm。
[0013]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术设备成本低、原理简单、数据准确、可操作性强、可重复性强，便于低成本制备和推广应用。
附图说明
[0014]此处所说明的附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本专利技术的不当限定，在附图中：图1是实施例1测量宫腹腔镜内光波导介质折射率的光路示意图。
具体实施方式
[0015]有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
[0016]下面将参照附图描述本专利技术的各示例性的实施例。
[0017]实施例1宫腹腔镜内光波导介质折射率的测量方法，包括以下步骤：（1）将直径为2 mm的圆柱体固定于分光计平面上，高度为20 cm，同水平面放置高功率激光器，波长为450 nm，激光功率为2mW，激光光斑圆心高度为20.1 cm，将激光光束照射至圆柱体端面圆心位置，激光光斑为0.7 mm。
[0018]（2）旋转分光计底座，确保端面反射光与入射光重合，利用光功率探测器测量激光入射功率并记录，记录分光计角度为初始角度。
[0019]（3）每隔1
°
旋转分光计底座，记录分光计角度，固定光功率探测器与圆柱体端面距离为12 cm，记录反射光功率，随后继续旋转并重复测量，分光计旋转角度范围为0
°
~180
°
。
[0020]（4）寻找反射光功率最小时对应的分光计角度，计算该角度与初始角度差，即为布儒斯特角。
[0021]（5）根据斯涅尔定理，计算不如斯特角的正切值，再用空气折射率除以该正切值，即得到被测圆柱体的折射率。
[0022]本实施例光路示意图如图1所示，包括高功率激光器1，在高功率激光器1同一水平面的入射光线和反射光线2，在入射光线和反射光线2同一水平面旁边的圆柱体样品3，在入射光线和反射光线2同一水平面旁边光功率探测器4。
[0023]实施例2宫腹腔镜内光波导介质折射率的测量方法，包括以下步骤：（1）将直径为4 mm的圆柱体固定于分光计平面上，高度为25 cm。同水平面放置高功率激光器，波长为550 nm，激光功率为6mW，激光光斑圆心高度为25.2 cm，将激光光束照射至圆柱体端面圆心位置，激光光斑为1.3mm。
[0024]（2）旋转分光计底座，确保端面反射光与入射光重合，利用光功率探测器测量激光入射功率并记录，记录分光计角度为初始角度。
[0025]（3）每隔3
°
旋转分光计底座，记录分光计角度，固定光功率探测器与圆柱体端面距离为15 cm，记录反射光功率。随后继续旋转并重复测量，分光计旋转角度范围为0
°
~180
°
。
[0026]（4）寻找反射光功率最小时对应的分光计角度，计算该角度与初始角度差，即为布儒斯特角。
[0027]（5）根据斯涅尔定理，计算不如斯特角的正切值，再用空气折射率除以该正切值，即得到被测圆柱体的折射率。
[0028]实施例3宫腹腔镜内光波导介质折射率的测量方法，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宫腹腔镜内光波导介质折射率的测量方法，其特征在于，包括如下具体步骤：（1）将圆柱体固定于分光计平面上，放置高功率激光器，确保激光光线与圆柱体处于同一平面，将激光光束照射至圆柱体端面圆心位置，激光照射光斑应小于圆柱体端面面积；（2）旋转分光计底座，确保端面反射光与入射光重合，利用光功率探测器测量激光入射功率，记录分光计角度为初始角度；（3）小角度旋转分光计底座，记录分光计角度，固定光功率探测器与圆柱体端面距离，记录反射光功率，随后继续旋转并重复测量，分光计旋转角度范围为0
°
~180
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【专利技术属性】
技术研发人员：张子辰，
申请(专利权)人：江苏信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：