Interferometric measurement of nanoliter volume concentration of binary liquid mixtures

Zusammenfassung

Die Autoren stellen zwei optische Methoden für Inline-Messungen des Brechungsindexes und der Konzentration einer binären flüssigen Mischung in einem Nanolitervolumen dar. Beide Methoden beruhen auf der Interferometrie mit niedriger Kohärenz, die auf einem faseroptischen Mach-Zehnder-Interferometer basiert. Sie unterscheiden sich in der Auswertung des optischen Wegunterschiedes (OPD) im Messinterferometer. Eine der Techniken basiert auf dem Gebrauch eines Spektrometers, während die andere auf der Verwendung eines mechanischen Scanners beruht. Die Genauigkeit der ersten Methode zur Messung des Volumenanteils in einem Gemisch liegt im Bereich von ungefähr ±0,2 %, während die zweite eine ungefähre Genauigkeit von 1 % hat.

Summary

We present two optical methods for in-line measurements of the index of refraction and the concentration of binary liquid mixtures in a nanoliter volume. Both methods deploy low coherence interferometry based on the fiber optic Mach-Zehnder interferometer. They differ in the reading technique of the optical path difference (OPD) in the sensing interferometer. One technique is based on the use of a spectrometer while the other one is based on the use of a mechanical scanner. The accuracy of the first technique for volume fractions measurements is of about ±0.2% while for the second one it is of about 1%.