关于电致旋光效应的研究.docxVIP

基于旋光效应对糖浓度检测研究 摘要 在光电子器件飞速发展的当今，光学、电子和机械检测部分组成了目前在工业生产中大量被使用到的旋光仪一起。这类仪器的检偏器转角系统主要是由电动机来带动涡轮以及蜗杆来达到实现转动的目的。但是因为这些仪器有着机械磨损附加的测量误差而导致测量结果误差变化较大的因素，所以对于测量的京都很难有所进步，尤其是因为机械转动受限，没法实现对于微小角度的测量。因为两个偏光棱镜相对方位调节有着精度之间的关系，使用这种方法会引起较大的误差，精准度依旧难以达标，故而后人都不再使用消光法，转而使用磁致旋光调制器用以代替原有的机械转角装置。入射光会在经过样品之后偏振面发生旋转，在探测仪及探测到光照强度之后，再由负反馈装置使得通过磁致旋光调制器的偏正光反方向旋转相同的角度，来达成自动消光的目的，得以实现自动测量同时还提升了测量的精度。在本文中所研究已旋光方法其实是讲一个功率较小的半导体作为机关器来设置光源，以渥拉斯顿冷静来代替检偏器，再配上双路探测器来达到精准测得糖溶液浓度的目的。这样做的精确度较为准确，过程也相对简便，有利于广泛推广并应用。 关键词：旋光效应；偏振光；糖浓度；检测  目 录 TOC \o 1-3 \h \u 引言 1 1 旋光效应相关概述 1 1.1 光波的偏振 1 1.2 光波偏振态的琼斯矩阵表示方法 2 1.2.1 各种表示方法的分析与比较 2 1.2.2 琼斯矩阵法 4 1.3 旋光效应与旋光色散 5 2 基于旋光效应的糖浓度检测系统 6 2.1 糖浓度的检测系统 6 2.1.1 检测系统的总体结构 6 2.1.2 元器件的选择 7 2.2 检测系统的琼斯矩阵分析 7 2.2.1 检测系统中使用的光学元器件及其琼斯矩阵 7 2.2.2 光学系统的琼斯矩阵 10 2.2.3 双光路探测的琼斯矩阵分析 10 2.3 溶液盒长度的选择 11 3 实验分析 12 3.1 实验设计 12 3.1.1 实验光路的搭建 12 3.1.2 双光路光电探测器接收光强的调节 13 3.1.3 糖溶液的配制 13 3.1.4 浓度的测试 14 3.2 测试误差分析 14 结论 16 致 谢 17 参考文献 18 PAGE PAGE 3 引言 人体所需的最主要的有机化合物就是糖类化合物，而它有是有碳、氢、氧三大元素组成的，也是自然界中数量最重大的有机化合物，是人类食品中含有成分最多的有机化合物，同时也是绿色植物光合作用的产物。糖类能够占到自然界中生物物质的四分之三，小大细菌大到高等动物都会含有糖类化合物，糖类物质按干重计算占植物体的85 %-90%，占细菌的10%-30%，动物的小于2%。首先，糖的种类以及含量将会对一种水果或者烟叶的铲平质量起到决定性作用。其次，生物将会在其自然代谢之中将糖类作为产物排除，也就是说它是生命活动的必需品，同时糖类化合物也会以游离态溶解于各类组织液活细胞液。动物体内所含糖类化合物比例虽然不高，但无法否认糖类物质依然是生物活动所需的主要物质之一。人类，也是生物之一，人类活动能量的大部分来源都是从摄入食物中所含的糖分中摄取的，即是说糖也是人的生命之源之一。故而，对于糖溶液浓度的检测也成为了一项有必要也有着广泛实际意义以及很大应用前景的工作。所以，糖浓度检测受社会的关注越来越多，不仅仅是存在在食品行当，哪怕在教学、只要、轻工业之中都有着不容忽视的地位，在各行各业各种领域下，糖都有着具足轻重的作用。那么如何精准测得糖浓度变成了人们最为关心的话题。本文将对与测量糖浓度相关的各种基础原理做出根本解释，其中包括了对于偏振光的基本概念及其数学描述方法。同时也指出了光波偏振态的琼斯矩阵表示法以及旋光效应的理论。之后又对糖溶液浓度监测系统进行了详细地介绍，包括了使用矩阵分析、系统结构剖析以及实验仪器的选用这几个方面。最后再对实验的具体过程以及数据处理进行了分析并研究系统误差。 1 旋光效应相关概述 1.1 光波的偏振 光的干涉和衍射现象揭示了光的波动性，而光振动的方向特性，即光的偏振性则表明了光及所有电磁波是横波。实验表明，只有横波才有偏振现象。 基于这种理论，光也能够被分为偏正光以及非偏正光两种。而所谓的非偏正光即是指，光波电场矢量（磁场矢量）在空间中的无规则变化，这种变化不表示任何的方向性。大多数的普通光源，如阳光、节能灯、探照灯等都被一般认为非相干以及非偏正的。这些光源都是由无数个独立而扰动杂乱形成的，每一个扰动都尤其本身的频率、偏正状态以及方向。 假设光矢量（即是指电场矢量）的方向能够在空间中以某一规律进行变化的话，那么他的矢量端点