张 莉，刘元硕，荣振宇，杨伊凡，刘蓬源，韩玉晶

(济南大学 物理科学与技术学院，山东 济南 250022)

折射率是生物医学、化学化工、食品检测等领域的重要监测指标. 在测量的折射率方法中，有基于几何光学的折射定律，包括最小偏向角法[1]、全反射法[1]、光束横向位移法[2-5]等；也有基于光的干涉原理，利用待测介质对光程差的改变，通过测量干涉条纹的变化来测量其折射率[6-7]；此外，也可以将2种方式结合起来，借助光束横向位移使得干涉条纹也发生横向位移，以此测量折射率[8].

在光束横向位移法当中，光束横向微小位移量的精确测定是实验测量的关键. 本文在此前提出的利用激光散斑测量横向微位移[9]工作的基础上，提出一种基于散斑照相术测量透明材料折射率的方法，该方法具有结构简单、操作方便的优点.

1 实验原理

利用激光散斑测量透明材料折射率的实验光路图如图1(a)所示. 一束扩束准直的激光束照射到粗糙物体的表面xoy，成像透镜L将物体表面所形成的散斑在其像平面x′o′y′上成像，成像系统的光轴为z轴方向.在像平面前放置一块由透明材料制成的平行平晶，并使其入射面法线与z轴平行，处于像平面上的图像传感器(例如CCD)将采集的散斑强度分布S1(x′,y′)保存为图像.

(a)实验光路图

将平行平晶绕其竖直轴旋转α角，其法线在xoz平面内与z轴方向成α角.由于平行平晶对光束的折射作用，导致光束在x轴方向上被引入Δ的横向位移量(如图1(b)所示)：

(1)

其中，D为平行平……