产生匹配的成对偏振过滤器的方法和使用成对偏振过滤器确定双折射粒子浓度的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于产生匹配的成对偏振过滤器的方法。方法包括沿着光束安装第一线性偏振器和第二线性偏振器，使第二线性偏振器旋转以获得光束的最大消光，沿着光束插入第一四分之一波光学缓速器并使第一四分之一波光学缓速器旋转以获得光束的最大消光，随后使第一四分之一波光学缓速器旋转45度的角度，插入第二四分之一波光学缓速器，使第二四分之一波光学缓速器旋转以获得光束的最大消光，然后对第一线性偏振器、第一四分之一波光学缓速器和第二线性偏振器以及第二四分之一波光学缓速器进行固定。本发明专利技术还涉及用于使用匹配的成对偏振过滤器对包括流体中悬浮、例如液体中悬浮的双折射粒子的样品进行分析的方法和设备。射粒子的样品进行分析的方法和设备。射粒子的样品进行分析的方法和设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】产生匹配的成对偏振过滤器的方法和使用成对偏振过滤器确定双折射粒子浓度的方法和设备


[0001]本专利技术涉及一种用于产生匹配的成对偏振过滤器的方法。可以通过这种方法获得的匹配的成对偏振过滤器允许对由包括双折射粒子的样品引起的去偏振光的检测进行优化。可以通过这种方法获得的匹配的成对偏振过滤器优选地具有小于10
‑5的消光比。本专利技术还涉及一种用于使用匹配的成对偏振过滤器来对包括流体中悬浮的、例如在液体中悬浮的双折射粒子的样品进行分析的方法。特别地，本专利技术涉及一种使用匹配的成对偏振过滤器来对在流体中悬浮的双折射粒子的浓度进行确定的方法。此外，本专利技术涉及一种使用匹配的成对偏振过滤器来对包括流体中悬浮的、例如在液体中悬浮的双折射粒子的样品进行分析的设备。特别地，本专利技术涉及用于使用匹配的成对偏振过滤器来对流体中悬浮的双折射粒子的浓度进行确定的设备。

技术介绍

[0002]目前，减缓由二氧化碳(CO2)排放引起的气候变化是重大的挑战。海洋占了这些排放的重要部分。到目前为止，人们对深海中储存二氧化碳的能力知之甚少，而且这种能力也被低估了。海洋中的碳储存由两种机制控制：溶解度泵和生物碳泵。生物碳泵是指下述的一系列过程：通过光合作用将无机碳(如二氧化碳)固定为有机物质，然后通过运输进入深海将无机碳从大气中隔离出来。生物碳泵包括两个泵：有机碳泵，有机碳泵由浮游植物通过光合作用将CO2固定为粒子有机碳(POC)来驱动，粒子有机碳中的一部分被输出到深海；以及碳酸盐泵，碳酸盐泵是指通过使有机体钙化并运输到深海来形成碳酸钙CaCO3(PIC)。
[0003]对生物碳泵理解的核心是准确且精确测量PIC和POC的浓度。迄今为止，由于对测量PIC的浓度和向下通量、特别是海洋中PIC的时空变化的取样和分析技术不足，我们对PIC循环的理解有限。
[0004]以前测量PIC浓度的尝试是基于下述方法的：将酸注入悬浮液中并测量pH值的变化或通过过滤已知体积的海水，然后在实验室确定PIC或显微镜分析。这种方法有许多缺点。它们需要船舶的支持、是劳动密集的、侵入性的并且不允许自主的原地操作。
[0005]US7030981描述了用于对CaCO3粒子的浓度进行测量的方法和设备，包括具有彼此垂直的偏振轴的第一线性偏振器和第二线性偏振器。这种设备的偏振器对准的极度灵敏是这种设备的严重缺点。例如由振动和水压随深度变化引起的微小机械扭转可能导致信号中有太多的随机波动，使得无法进行CaCO3浓度的测量。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种用于制造匹配的成对偏振过滤器的方法，该匹配的成对偏振过滤器具有小于10
‑5、小于5.10
‑6或甚至小于1.10
‑6的消光比。
[0007]本专利技术的目的是提供一种使用匹配的成对偏振过滤器来对包括双折射粒子的样品进行分析的方法和设备。
[0008]本专利技术的目的是提供一种使用匹配的成对偏振过滤器来对在流体中、诸如液体中悬浮的双折射粒子的浓度进行确定的方法和设备。
[0009]本专利技术的目的是提供一种用于对碳酸钙粒子的浓度或聚合物粒子的浓度进行确定、例如在流体例如水中悬浮的碳酸钙粒子的浓度或聚合物粒子的浓度进行确定的方法和设备。
[0010]本专利技术的目的是提供一种方法和设备，该方法和设备允许检测在流体诸如液体中的双折射粒子的甚至小的浓度，和/或允许检测在流体诸如液体中悬浮的双折射粒子浓度的微小变化。
[0011]本专利技术的目的是提供一种用于对海洋环境中PIC浓度进行确定的方法和设备。
[0012]本专利技术的目的是提供一种即使在引起机械扭转和/或振动时以及在改变(水)压力的情况下，也允许对流体中悬浮的双折射粒子的浓度进行确定的方法和设备。
[0013]本专利技术的目的是提供一种用于对例如在水中、诸如海水中的聚合物粒子的浓度进行确定的方法和设备。
[0014]本专利技术的目的是提供一种用于使用圆形偏振器来确定在流体中悬浮的双折射粒子的浓度的方法和设备，其中该方法和设备对波长不敏感。
[0015]本专利技术的另一目的是提供一种用于确定在流体中悬浮的双折射粒子的浓度的方法和设备，其中由检测器记录的信号仅来自于由双折射样品去偏振的光、例如由流体中悬浮的双折射粒子去偏振的光。
[0016]本专利技术的又一目的是提供一种用于对包括双折射粒子的样品进行定量或定性地分析的非侵入性方法。
[0017]此外，本专利技术的目的是提供一种方法和设备，用于对包括自主运行的双折射粒子的样品进行就地分析的方法和设备，特别地提供一种用于对流体例如水中悬浮的双折射粒子的浓度进行确定的方法和设备。
[0018]此外，本专利技术的目的是提供一种用于对由包括双折射粒子的样品引起的去偏振的检测进行优化的方法和设备。
[0019]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于产生匹配的成对偏振过滤器的方法，匹配的成对偏振过滤器包括第一偏振过滤器和第二偏振过滤器。第一偏振过滤器包括第一线性偏振器和第一四分之一波光学缓速器(第一相位板)，并且第二偏振过滤器包括第二线性偏振器和第二四分之一波光学缓速器(第二相位板)。该方法允许产生匹配的成对偏振过滤器，匹配的成对偏振过滤器适合于检测由包括双折射粒子的样品引起的去偏振光，例如由包括悬浮在流体中的双折射粒子的样品引起的去偏振光。该方法包括下述步骤：
[0020]‑
从光源提供沿着传播轴的光束，优选地提供平行光束；
[0021]‑
提供优选地垂直于或基本上垂直于光束的传播轴线定向的第一旋转台、第二旋转台、第三旋转台和第四旋转台，优选地提供垂直于或基本上垂直于光束的传播轴线定向的第一高精度旋转台、第二高精度旋转台、第三高精度旋转台和第四高精度旋转台；
[0022]‑
将具有第一透射轴线的第一线性偏振器安装在具有第一透射轴线的第一旋转台的特定位置中，该特定位置称为第一位置；
[0023]‑
将具有第二透射轴线的第二线性偏振器安装在第四旋转台中；
[0024]‑
使第二线性偏振器旋转以获得光束的最大消光。如果第二线性偏振器的第二透
射轴线垂直于第一线性偏振器的第一透射轴线，则获得最大消光；
[0025]‑
将具有第一光学轴线的第一四分之一波光学缓速器插入在第二旋转台中，因此，第一四分之一波光学缓速器的第一光学轴线优选地被定向成垂直于或基本上垂直于光束的传播轴线；
[0026]‑
使第一四分之一波光学缓速器旋转，以获得光束的最大消光；
[0027]‑
使第一四分之一波光学缓速器的第一光学轴线第一方向旋转第一角度，第一角度优选为(约)45度的角度，更优选为45度加0.10度或减0.10度的角度，例如45度加0.05度或减0.05度的角度；
[0028]‑
将具有第二光学轴线的第二四分之一波光学缓速器插入第三旋转台中，因此，第二四分之一波光学缓速器的第二光学轴线优选地被定向成垂直于或基本上垂直于光束的传播轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于产生匹配的成对偏振过滤器的方法，所述匹配的成对偏振过滤器包括第一偏振过滤器和第二偏振过滤器，所述第一偏振过滤器包括第一线性偏振器和第一四分之一波光学缓速器，并且所述第二偏振过滤器包括第二线性偏振器和第二四分之一波光学缓速器，所述方法包括下述步骤：
‑
从光源提供沿着传播轴线的光束；
‑
提供第一旋转台、第二旋转台、第三旋转台和第四旋转台，所述第一旋转台、所述第二旋转台、所述第三旋转台和所述第四旋转台垂直于所述光束的所述传播轴线定向；
‑
将具有第一透射轴线的第一线性偏振器安装在所述第一旋转台中的第一位置中；
‑
将具有第二透射轴线的第二线性偏振器安装在所述第四旋转台中；
‑
使所述第二线性偏振器旋转，以获得所述光束的最大消光；
‑
将具有第一光学轴线的第一四分之一波光学缓速器插入在所述第二旋转台中；
‑
使所述第一四分之一波光学缓速器旋转，以获得所述光束的最大消光；
‑
使所述第一四分之一波光学缓速器的所述第一光学轴线沿第一方向旋转第一角度，所述第一角度为45度，优选地，所述第一角度为45度加0.10度或减0.10度；
‑
将具有第二光学轴线的第二四分之一波光学缓速器插入在所述第三旋转台中；
‑
使所述第二四分之一波光学缓速器的所述第二光学轴线沿第二方向旋转第二角度，以获得所述光束的最大消光，从所述光源观察，所述第二方向与所述第一四分之一波光学缓速器的所述第一光学轴线的旋转的所述第一方向相反；
‑
将所述第一线性偏振器和所述第一四分之一波光学缓速器固定在一起以形成所述第一偏振过滤器，以及将所述第二线性偏振器和所述第二四分之一波光学缓速器固定在一起以形成所述第二偏振过滤器。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一偏振过滤器具有第一偏手性指向，并且所述第二偏振过滤器具有第二偏手性指向，其中从所述光源观察，所述第一偏手性指向和所述第二偏手性指向是相反的。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述匹配的成对偏振过滤器具有小于10
‑5的消光比。4.一种用于对包括悬浮在流体中的双折射粒子的样品进行分析的方法，所述方法包括下述步骤：
‑
从光源提供光束；
‑
提供匹配的成对偏振过滤器，所述匹配的成对偏振过滤器包括第一偏振过滤器和第二偏振过滤器，所述第一偏振过滤器包括第一线性偏振器和第一四分之一波光学缓速器，并且所述第一偏振过滤器能够被构造成将入射光偏振为从所述光源观察具有第一偏手性指向的圆形偏振光，以及所述第二偏振过滤器包括第二线性偏振器和第二四分之一波光学缓速器，并且所述第二偏振过滤器能够被构造成将光偏振为具有第二偏手性指向的圆形偏振光，其中，从所述光源观察，所述第一偏手性指向和所述第二偏手性指向是相反的，所述匹配的成对偏振过滤器具有至少10
‑5的消光比；
‑
将包括悬浮在流体中的双折射粒子的样品引入在所述第一偏振过滤器与所述第二偏过滤器之间；
‑
使所述光束穿过所述第一偏振过滤器，从而产生第一光束；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：格里耶，
申请(专利权)人：根特大学，
类型：发明
国别省市：