[發明專利]用于快速測定光學玻璃折射率的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010301350.7
• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN111323392A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 張輝;阮軍;劉丹丹;管勇;王心亮;張首剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 郝燕燕

一種用于快速測定光學玻璃折射率的裝置及方法，光學平臺上裝有激光光源，沿著激光出射方向依次裝有固定臺、移動測量臺、剪切干涉儀，固定臺設有已知折射光學玻璃板，移動測量臺上設有準直透鏡。激光光源發出的激光束過準直透鏡，調節移動測量臺使過準直透鏡的激光束準直后，記準直透鏡的第一位置X0；增加裝有已知折射率光學玻璃的固定臺，激光光源發出的激光束經過光學玻璃板、準直透鏡，調節移動測量臺使過準直透鏡的激光束準直后，記準直透鏡的第二位置X1；待測光學玻璃板替換已知折射率光學玻璃板，調節移動測量臺使過準直透鏡的激光束再次準直，后記準直透鏡的第三位置X2；根據第一位置和第二位置及第三位置算出待測光學玻璃的折射率。

技術領域

本發明屬于測量技術領域，具體涉及到一種用于快速測定光學玻璃折射率的裝置及方法。

背景技術

光學玻璃的折射率是一種隨著光學玻璃材料，環境溫度，氣壓以及入射光波長變化的量。在入射光波長線寬極窄，氣壓與溫度變化不大的情況下，光學玻璃材料的折射率變化很小，只與材料本身的性質有關。

目前在常溫、標準大氣壓下，某一入射光波長的光學玻璃折射率都是已知的，比如常見的BK7材料是1.517，如果我們要得知常溫、標準大氣壓下某一種常見光學玻璃材料的折射率，直接查找光學手冊最為方便，但如果我們不知道這種光學玻璃材料具體材質，又或者這不是一種常見常用的材料，那就無法通過查找光學手冊的方法來獲得這種光學玻璃材料的折射率，利用現有的折射率測量裝置和方法測量是另一種途徑，但是現有的裝置和方法往往包含大型精密光學儀器，又或者光路復雜，應用起來并不是特別方便。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于利用一種已知光學玻璃材料的折射率去快速測定某種光學玻璃折射率，提供一種設計合理、結構簡單、操作方便、效率高的測定光學玻璃折射率的裝置。

解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種用于快速測定光學玻璃折射率的裝置，光學平臺上安裝有激光光源，沿著激光出射方向光學平臺上依次安裝有固定臺、移動測量臺、剪切干涉儀，固定臺上設置有已知折射率光學玻璃板，移動測量臺上設置有準直透鏡，激光光源出射的激光依次穿過已知折射率光學玻璃板和準直透鏡進入剪切干涉儀。

作為一種優選的技術方案，所述的光學玻璃板的厚度為10～30mm。

作為一種優選的技術方案，所述的準直透鏡的光圈數F為1.5～3、波前像差均方根值RMS＜四分之一激光波長，所述的激光波長和準直透鏡增透膜的波長相匹配，激光光源出射的激光經過準直透鏡后光斑直徑＜剪切干涉儀的通光孔孔徑。

本發明還提供一種快速測定光學玻璃折射率的方法，包括以下步驟：

S1.常溫下，激光光源發射出發散角≤10°的激光光束經過準直透鏡，調節移動測量臺使得經過準直透鏡的激光光束準直，準直的激光光束進入剪切干涉儀，通過剪切干涉儀判斷激光光束是否準直，準直后，通過移動測量臺記錄準直透鏡的第一位置X0；

S2.常溫下，在步驟S1的光路中，增加安裝有已知折射率光學玻璃板的固定臺，激光光源發射出的激光光束經過光學玻璃板、準直透鏡，調節移動測量臺使得經過準直透鏡的激光光束準直，準直的激光光束進入剪切干涉儀，通過剪切干涉儀判斷激光光束是否準直，準直后，通過移動測量臺記錄準直透鏡的第二位置X1；

S3.將固定臺上的已知折射率光學玻璃板取下，換上與已知折射率光學玻璃板等厚度的待測光學玻璃板，由于光學玻璃的折射率變化，經過準直透鏡的激光光束已經不是準直光束，調節移動測量臺使得經過準直透鏡的激光光束再次準直，然后通過移動測量臺記錄準直透鏡的第三位置X2；

S4.按照下式得出待測光學玻璃的折射率n₂，即

式中，n₁為常溫下已知光學玻璃的折射率。