示差屈折計は、溶液の屈折率をそのまま検出するのではなく、「物質の溶け込んでいない液体（溶媒）」と「物質（溶質）の溶け込んでいる液体」の屈折率の差を検出する装置です。溶媒の屈折率を相殺しますので、微量濃度までの測定が可能です。
屈折率は物質の密度に関係しますので、あらゆる物質に感度を持ちます。従って、HPLC分析では非選択性検出器として広く用いられており、プロセス用の濃度計としても多用されています。
代表的な示差屈折計には下記の種類があります。
フレネル型屈折計
右図の様に、プリズムの背面に溶媒と試料成分を含む溶媒を流し、光を透過させて反射した光を受光素子で検知し、そのずれから屈折率の差を出力する検出器です。
プリズム背面のセルは容量を小さくする事ができますが、セルの背面鏡が曇り易かったり、プリズム曲面が一定である事から広い範囲の屈折差を検出するには適さないといった欠点を持っています。
この為、現在はディフレクション型屈折計に比べ使用される事が少なくなってきています。
ディフレクション型屈折計
溶媒と試料成分を含む溶媒を一定の角度で仕切られたセルの中に通し、光を通過させます。光は物質の境界面で屈折します。
上図の光路ではセル内を往復透過する事で試料成分を含む溶媒での光の屈折によるずれは、溶媒のみセルで溶媒分が相殺されます。
従って、光は溶媒中の試料成分による屈折分のみずれが生じ、このずれを受光素子で検知します。
広い範囲の屈折率に対応し、高感度が得られる為、示差屈折計の主流といえます。
干渉型屈折計
位相の異なる光束を対象側と試料側に通すと屈折率の違いで位相のずれが生じ、干渉縞が移動する事を利用した示差屈折計です。
古くから気体屈折率の測定等に用いられており、高感度が期待できる事からHPLCへの適用も試みられましたが、光路長寸法精度や温度の制御、補正等に極めて厳密な仕様が求められ、安定した製品化が困難である事から、一般化には至りませんでした。