两种旋光仪测量葡萄糖溶液浓度的教学研究

实验是一个验证性实验。分别采用自组装分体式旋光仪和WXG-4型旋光仪测量浓度已知的葡萄糖溶液的浓度,对比数据后发现,二者测量精度相近。相对于WXG-4型旋光仪,自组装分体式旋光仪可通过配套的光功率计显示光强变化,从而让学生更深刻地理解消光现象以及旋光的意义。此外,它还能完成许多与偏振光相关的实验。

应用于葡萄糖溶液检测的人工电磁超表面结构设计

提出了一种用于葡萄糖浓度检测的电磁近场聚焦人工超表面结构。经人工超表面反射的电磁波近场聚焦位置对介电常数具有高敏感性,据此能够对不同浓度的葡萄糖溶液进行检测。该结构尺寸为400 mm×400 mm×1 mm,由20×20个具有不同电磁波反射相位差的异构人工超表面单元组成。为验证设计的可行性,对不同浓度值的葡萄糖溶液进行了实验测试,结果表明:葡萄糖浓度值的改变将导致溶液相对介电常数的改变,进而对聚焦位置产生显著的影响,溶液相对介电常数变化的检测灵敏度为0.027%。

基于人工电磁超表面的葡萄糖溶液检测装置

提出了一种基于人工电磁超表面结构的葡萄糖浓度检测装置。基于经人工超表面反射的电磁波近场聚焦特性对介电常数具有的高敏感性,实现了对葡萄糖溶液浓度的高精度检测。该人工超表面结构尺寸为400×400×1 mm^(3),由20×20个具有不同电磁波反射相位差的异构人工电磁超表面单元组成。为验证设计的可行性,对不同浓度值的葡萄糖溶液进行了实验测试,结果表明葡萄糖浓度值的改变将导致溶液相对介电常数的改变,进而对聚焦特性产生显著的影响,葡萄糖溶液的最大检测误差低于3.8%,检测线性度优于0.96。

基于光学相干层析技术的葡萄糖浓度测量研究

使用迈克尔逊干涉仪,针对光学相干层析成像(OCT,optical coherence tomography)非侵入性成像的特点,设计并建立了一种OCT系统。使用建立的OCT系统测量生理水平上葡萄糖溶液的浓度,研究干涉图像波面的最高点与最低点之间的距离和样品浓度的相关情况。在实验室条件下,使用5%葡萄糖溶液和生理盐水得到生理水平的测量样品,测量结果的线性系数达到0.999 8,方差为0.003 9。实验结果表明,使用OCT系统,利用干涉图像波面的最高点与最低点之间的距离和样品浓度的相关性能精确快速测出葡萄糖溶液的浓度,为糖尿病患者的血糖无损监测提供了一种新思路。