一種光學玻璃折射率的高精度測量方法
2023-05-20 12:34:16
專利名稱：一種光學玻璃折射率的高精度測量方法
技術領域：
本發明屬於光學精密測量技術領域，涉及到一種折射率測量方法，具體地說是一種光學玻璃折射率的高精度測量方法。
背景技術：
隨著精密光學測量儀器在工業、科技領域的快速發展和應用，對光學系統成像質量要求越來越高。為了保證光學系統成像質量，準確測量光學鏡頭所用光學玻璃的折射率已成為非常重要的環節。
測量光學玻璃折射率的方法較多，如最小偏向角法、自準直法、V稜鏡折射儀法和幹涉法等。由於最小偏向角法精度高、波長範圍廣且為絕對測量，因此大多數高精度光學玻璃折射率測量儀器普遍採用最小偏向角法。最小偏向角法通常是測量三稜鏡的其中一個頂角角度和其最小偏向角，來計算光學玻璃的折射率。
測量最小偏向角時普遍採用三像法瞄準，利用在視場中看到的折射像內反射像和外反射像的相對位置關係進行瞄準，確定的最小偏向角位置比較準確，不同人測量差別很小，最小偏向角測量精度主要取決於編碼器測角精度。測量三稜鏡頂角角度一般採用自準直法和反射法，無論用自準直法還是反射法都是利用狹縫或十字絲的反射像來進行瞄準，三稜鏡的三個反射面反射率都較低，相對來說瞄準精度就差一些，而且不同人測量有一定差別。因此，三稜鏡頂角角度測量精度取決於編碼器測角精度和狹縫或十字絲的瞄準精度。
發明內容
本發明採用測量三稜鏡三個頂角所對應的三個最小偏向角的方法，通過三個最小偏向角值計算光學玻璃折射率，目的是提供一種光學玻璃折射率的高精度測量方法。
本發明採用下列測量步驟a.打開光源，通過透鏡把光源成像在平行光管入射狹縫附近，平行光管射出的光為平行光；b用望遠鏡的分劃板上的叉絲瞄準平行光管入射狹縫，測角編碼器清零；c.將三稜鏡放置於載物臺上，使平行光管出射平行光照射在三稜鏡上，通過轉動載物臺和轉動望遠鏡，在望遠鏡視場中同時看到折射像、內反射像和外反射像，找到三稜鏡其中一個頂角A所對應的最小偏向角位置，從測角編碼器讀出最小偏向角值δminA；d.轉動載物臺，依次找到另外兩個頂角B和C所對應的最小偏向角位置，從測角編碼器讀出最小偏向角值δminB、δminC；e.通過公式計算出所測光學玻璃的折射率，公式為arcsin(cos(δminA/2)/(n-sin(δminA/2)))+arcsin(cos(δminB/2)/(n-sin(δminB/2)))+arcsin(cos(δminC/2)/(n-sin(δminC/2)))-π/2＝0，式中n為所測光學玻璃對光源發出的光的折射率，δminA、δminB、δminC分別為三稜鏡三個頂角所對應的最小偏向角。
h.根據測試環境的溫度、壓力對計算出的折射率進行修正。
本發明由於採用了測量三稜鏡三個頂角對應的最小偏向角，並根據這三個最小偏向角數值計算折射率的方法，迴避了測量三稜鏡頂角時帶來的誤差，將光學玻璃折射率測量精度提高了近三倍。
具體實施例方式
本發明採用的三稜鏡為透過率較高的正三稜鏡，光源可採用汞燈、氫燈等光譜燈，用不同波長的光測量得到對應於該波長的折射率。
權利要求
1.一種光學玻璃折射率的高精度測量方法，其特徵在於採用下列步驟a.打開光源，通過透鏡把光源成像在平行光管入射狹縫附近，平行光管射出的光為平行光；b用望遠鏡的分劃板上的叉絲瞄準平行光管入射狹縫，測角編碼器清零；c.將三稜鏡放置於載物臺上，使平行光管出射平行光照射在三稜鏡上，通過轉動載物臺和轉動望遠鏡，在望遠鏡視場中同時看到折射像、內反射像和外反射像，找到三稜鏡其中一個頂角A所對應的最小偏向角位置，從測角編碼器讀出最小偏向角值δminA；d.轉動載物臺，依次找到另外兩個頂角B和C所對應的最小偏向角位置，從測角編碼器讀出最小偏向角值δminB、δminC；e.通過公式計算出所測光學玻璃的折射率，公式為arcsin(cos(δminA/2)/(n-sin(δminA/2)))+arcsin(cos(δminB/2)/(n-sin(δminB/2)))+arcsin(cos(δminC/2)/(n-sin(δminC/2)))-π/2＝0，式中n為所測光學玻璃對光源發出的光的折射率，δminA、δminB、δminC分別為三稜鏡三個頂角所對應的最小偏向角；h.根據測試環境的溫度、壓力對計算出的折射率進行修正。
全文摘要
一種屬於光學精密測量技術領域的光學玻璃折射率的高精度測量方法，採用下列步驟打開光學玻璃折射率測量儀器中的光源；調節自準望遠鏡，當分劃板上的叉絲與平行光管的狹縫對準時，測角編碼器清零；將三稜鏡放置於轉臺上，依次測出三稜鏡三個頂角所對應的最小偏向角值；通過公式計算出所測光學玻璃的折射率；根據測試環境條件對所測折射率進行修正。本發明由於採用了測量三稜鏡三個頂角對應的最小偏向角，並根據這三個最小偏向角數值計算折射率的方法，迴避了測量三稜鏡頂角時帶來的誤差，將光學玻璃折射率測量精度提高了近三倍。
文檔編號G01N21/41GK1731148SQ20041001119
公開日2006年2月8日 申請日期2004年11月2日 優先權日2004年11月2日
發明者孟慶華 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所