目前有哪些測量一種材料的折射率空間分佈的方法?例如給定一塊玻璃,測定其折射率的三維分佈。


材料所涉及的範圍太廣,您說的是材料是isotropic,orthotropic,還是anisotropic等哪一類結構(這裡沒有找到應該怎麼翻譯)?哪個波段的光?是相干還是非相干光?是否牽涉光的偏振?有幾個光軸?很難籠統回答。

如果強答,概括地說折射率是材料的宏觀參數,那麼可以用幾何光學和波動光學兩種方法。幾何光學上表現為光從一種介質進入待測材料時折射角發生變化,理論上您可以用一個電機拖動激光器逐行掃描測量折射角,再用snell定理計算出折射率,當然這只是測量二維分佈,三維分佈您可以通過切片再測二維分佈,再將所有數據合成。

如果用波動光學理論,折射率改變了光波在材料內的傳播速度,等效於改變了光波的相位,所以任何能測量出光波相位的方法都可以測量折射率分佈。例如評論中有人提到的holographic imaging,或者diffraction imaging ,也可以用phase contrast 或者differential interference。

然而前面說過材料範圍太廣,上面的每一種方法都有特定的適用範圍,材料的幾何尺寸,透明程度都會有影響。即使是玻璃,最好明確您這種玻璃有什麼光學特點,例如單向透明,對光的散射和偏振有什麼影響,再確定哪種方法合適。

在這裡要順便再黑一下材料科研。材料本來是一門極高端的藝術,涉及範圍之廣幾乎沒有其他學科能比,是隻適合大神玩的學科,要像Bragg、 Landau、 Debye、Pauling 、Bardeening等大神一樣擁有驚人的數理基礎,Shimomura,Nakamura等大神一樣擁有純粹為科研、幾十年如一日堅持自我的情懷。然而現在淪落到被一羣數理幾乎零基礎,只會看圖編故事、利慾薰心、追名逐利的學術圈大小老闆忽悠一羣涉世未深的萌新搞成了充滿造假和灌水的民工科研,納米與二維齊飛、合成共表徵一色,在知乎上人人喊打,也是悲哀。


Optical Diffraction Tomography
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