本申请涉及光学，特别是涉及一种基于一维光子晶体对溶液浓度及折射率的测量方法。
背景技术：
1、溶液的浓度在日常生活、工业生产、教学实验的分析和应用中是一个十分重要的参量。目前，用于检测液体浓度的主要方法有密度瓶法、比重法、拉曼光谱法等等。密度瓶法由于其对实验环境条件要求较高，因而实现现场检测难度较大；比重法仪器简单，操作方便，但是计算复杂，结果误差较大；高效液相色谱法测量精度高但是操作不便，成本较高；而拉曼光谱法由于容易受到拉曼散射面积、光学系统参数、荧光现象等因素干扰而造成曲线非线性。
2、因此，目前的用于检测液体浓度的方法成本低的准确性较低，精度高的操作不便成本较高。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种成本低的准确性较高的基于一维光子晶体对溶液浓度及折射率的测量方法。
2、一种基于一维光子晶体对溶液浓度及折射率的测量方法，所述方法包括：
3、步骤1，利用介质a、介质b和待测液体c构建(ab)nc(ba)n结构的光子晶体，其中，介质a的介电常数不同于介质b的介电常数，c为光子晶体的缺陷层，n为介质a和介质b交迭的次数；
4、步骤2，采用光谱仪对所述光子晶体发射不同波长的电磁波，以获得各波长的电磁波在所述光子晶体中的透射率；
5、步骤3，根据各波长的电磁波在所述光子晶体中的透射率，绘制透射率曲线图；
6、步骤4，根据所述透射率曲线图，确定透射峰波长；
7、步骤5，根据所述透射峰波长，采用预先构建的待测液体c的溶液浓度分析公式及折射率分析公式进行分析，确定出所述待测液体c的溶液浓度及折射率。
8、在其中一个实施例中，所述待测液体c的溶液浓度分析公式及折射率分析公式的构建方式为：
9、通过改变介质a和介质b交迭的次数n、缺陷层厚度d或中心波长λ0，构建不同的(ab)nc(ba)n结构的光子晶体，并观察不同的(ab)nc(ba)n结构的光子晶体的透射率谱，确定最优测量的介质a和介质b交迭的次数、缺陷层厚度及中心波长；
10、根据最适合测量的周期数、缺陷层厚度及中心波长，利用介质a、介质b和待测液体c构建(ab)nc(ba)n结构的光子晶体样本；
11、改变光子晶体样本中待测液体c的浓度，采用高效液相色谱法对不同浓度待测液体c的折射率进行测量，获得不同浓度待测液体c的折射率；
12、改变光子晶体样本中待测液体c的浓度，获取各波长的电磁波在不同浓度待测液体c的光子晶体样本中的透射率，绘制不同浓度待测液体c的光子晶体样本中的透射率曲线图；
13、根据不同浓度待测液体c的光子晶体样本中的透射率曲线图，确定不同浓度待测液体c对应的透射峰波长；
14、将待测液体c的各浓度与对应的透射峰波长进行拟合，确定待测液体c的溶液浓度分析公式；
15、将待测液体c的各浓度与对应的折射率进行拟合，确定待测液体c的折射率分析公式。
16、在其中一个实施例中，所述介质a和介质b交迭的次数n≥5。
17、在其中一个实施例中，在待测液体c为蔗糖溶液的情况下，所述最优测量的介质a和介质b交迭的次数为7，所述最优测量的缺陷层厚度为2000nm，所述中心波长为1100nm。
18、在其中一个实施例中，所述介质a的光学厚度为0.25λ0，其中，λ0为光子晶体的中心工作波长。
19、在其中一个实施例中，所述介质b的光学厚度为0.25λ0，其中，λ0为光子晶体的中心工作波长。
20、在其中一个实施例中，在待测液体c为蔗糖溶液的情况下，所述待测液体c的溶液浓度分析公式为：
21、w＝0.0149x-14.34
22、其中，w为待测液体c的溶液浓度，x为待测液体c对应的透射峰波长。
23、在其中一个实施例中，在待测液体c为蔗糖溶液的情况下，所述待测液体c的溶液浓度分析公式为：
24、n＝0.002724x-1.293
25、其中，n为待测液体c的折射率，x为待测液体c对应的透射峰波长。
26、上述基于一维光子晶体对溶液浓度及折射率的测量方法，通过利用介质a、介质b和待测液体c构建(ab)nc(ba)n结构的光子晶体，其中，介质a的介电常数不同于介质b的介电常数，c为光子晶体的缺陷层，n为介质a和介质b交迭的次数；采用光谱仪对所述光子晶体发射不同波长的电磁波，以获得各波长的电磁波在所述光子晶体中的透射率，根据各波长的电磁波在所述光子晶体中的透射率，绘制透射率曲线图，根据所述透射率曲线图，确定透射峰波长，根据所述透射峰波长，采用预先构建的待测液体c的溶液浓度分析公式及折射率分析公式进行分析，确定出所述待测液体c的溶液浓度及折射率。通过构建以待测液体c为光子晶体的缺陷层的光子晶体，测量各波长的电磁波在所述光子晶体中的透射率，根据各波长的电磁波在所述光子晶体中的透射率与浓度、折射率之间的关系，测量出溶液的浓度及折射率，不仅提高了测量精度，还降低了测量成本和操作难度。
1.一种基于一维光子晶体对溶液浓度及折射率的测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测液体c的溶液浓度分析公式及折射率分析公式的构建方式为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介质a和介质b交迭的次数n≥5。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在待测液体c为蔗糖溶液的情况下，所述最优测量的介质a和介质b交迭的次数为7，所述最优测量的缺陷层厚度为2000nm，所述中心波长为1100nm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介质a的光学厚度为0.25λ0，其中，λ0为光子晶体的中心工作波长。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介质b的光学厚度为0.25λ0，其中，λ0为光子晶体的中心工作波长。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在待测液体c为蔗糖溶液的情况下，所述待测液体c的溶液浓度分析公式为：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在待测液体c为蔗糖溶液的情况下，所述待测液体c的溶液浓度分析公式为：
