Une nouvelle méthode pour l'indice de réfraction d'échantillons à l'échelle du microlitre sous conditions sévères : Étude expérimentale et numérique

Refractive index (RI) is an essential parameter of transparent fluids, used to characterize purity, concentration and other parameters, with wide application in chemical, food, and petroleum processing. This work describes a new method for measuring the RI of microlitre samples under harsh temperatures, pressures or chemical conditions, by measuring the elliptical polarization of a characteristic optical cusp reflected off the inner wall of a micro-capillary sample cell under the transmission microscope. The method is simple, cheap and capable of yielding an error of RI Dn ≈0.005 at pressures of tens of Mpa and temperatures from liquid nitrogen to 100’s of °C. The method is developed and validated with the help of Monte Carlo ray tracing simulations. A secondary finding is that a pattern of bright and dark arcs observed in emulsions under crossed polarizers may be an artifact, unrelated to the Maltese cross expected with supposed birefringent liquid crystal phases.Parmi les paramètres des fluides, l’indice de réfraction (IR) occupe une place de choix en raison des applications dans les industries chimiques, agro-alimentaires ou petrolières. Nous décrivons une nouvelle méthode de détermination à l'échelle du microlitre de l’IR d’échantillons sous conditions chimiques, de thermiques ou de pression sévères, par la mesure de l'ellipticité d'une caustique optique réfléchie à la paroi interne de micro-capillaires utilisés comme cellules porte-échantillon sous le microscope de transmission. La méthode est simple, bon marché et peut rendre l'IR avec une précision de Dn ≈0.005 a des pressions de dizaines de Mpa et des températures de l'azote liquide à des centaines de degrés Celsius. La méthode est développée et validée à l'aide de simulations de lancer de rayons Monte Carlo. En dérivatif de l'étude, nous montrons que les arcs clairs et sombres observés sur des émulsions entre polariseurs croisés peuvent être un artefact, sans rapport avec la croix de Malte attendue pour de supposées phases crystal-liquide biréfringent