[发明专利]一种折射率测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种折射率测量装置及方法，属于光学检测领域。该装置包括：不同波长的多个短相干光源、波分复用器、光纤耦合器、两个光纤准直器、移动式反射镜、反射镜、透明平板、波分解复用器、多个光电接收器和多段光纤，各部件形成参考光路与测量光路。通过参考光路与测量光路配合，测出被测透明物体上、下表面在反射镜和透明平板形成的腔体中的位置，结合反射镜和透明平板之间的距离，得到被测透明物体的厚度，通过比较被测物放入前后的光程差以及被测透明物体的厚度就能得到被测物镜的折射率。该测量装置结构简单，测量精度高，可以高精度方便在线测量平面、球面镜的折射率和色散系数。

技术领域

本发明涉及光学检测领域，特别是涉及一种高精度的折射率测量装置及方法。

背景技术

在高精度的精密光学仪器中，为了确保光学系统有很好的成像质量，需要精确测量光学材料的折射率，目前高精度测量光学玻璃材料折射率是通过最小偏向角法进行。最小偏向角法具有精度高、波长范围大，且为绝对测量，国内外大多数高精度光学玻璃材料折射率测量仪器普遍采用最小偏向角法，测量精度一般是10^-5的左右，如果需要折射率测量精度达到10^-6，需在精度1”的大型精密测角仪进行测量，并对温度和压力进行校正。参见《光学精密工程》第16卷11期“高精度测量光学玻璃折射率的新方法”

图1示意了传统最小偏向角测量折射率的方法，由光源照明入射狭缝S发出的光，经透镜变成平行光，通过三棱镜后发生偏折，经透镜会聚后，会聚在出射狭缝上。在测角仪上，测量出棱镜顶角A和最小偏向角δmin，即可计算出折射率。顶角测量方法主要有自准直法和反射法。最小偏向角测量方法主要有单值法、两倍角法、互补法、三像法以及三最小偏向角方法等。根据折射率计算公式：n=sin[(θ+δmin)/2]/sin(θ/2)计算折射率，δmin为最小偏向角；θ为棱镜顶角；n为棱镜折射率。

以上这些最小片偏向角的前提是需要制作一个棱镜，进行光折射，同时需要精确测试棱镜的角度，这样的棱镜制作起来非常麻烦，需要较长周期。

另外这种方法无法测试平面的光学元件，它比较适合用于玻璃制造商用于同一批玻璃的折射率样品测试，而不适合进行对实际镜片材料进行在线高精度测试，由于同一批玻璃中的折射率可能存在较大的差别（10^-5以上），所以样品的折射率和实际制作镜片的折射率可能存在较大的差异。并且某些特殊的应用场合，不知道光学元件的材料牌号的情况下，需要在不破坏元件的情况下，通过折射率测试确定玻璃的牌号，而目前的检测设备和方法并不能很好的进行测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种折射率测量装置及方法，不需要制作特殊的棱镜，可以方便高精度测量不同的球面、平面光学元件以及液体的折射率。

解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种折射率测量装置，包括：

不同波长的多个短相干光源、波分复用器、光纤耦合器、两个光纤准直器、移动式反射镜、反射镜、透明平板、波分解复用器、多个光电接收器和多段光纤；其中，

所述不同波长的多个短相干光源分别经光纤与所述波分复用器连接，所述波分复用器的输出端经光纤依次与所述光纤耦合器和第一光纤准直器连接，第一光纤准直器对应与移动式反射镜间隔排列设置；

所述反射镜、透明平板、第二光纤准直器间隔排列设置，所述第二光纤准直器经光纤依次与所述光纤耦合器和波分解复用器连接；

所述波分解复用器的输出端分别经光纤与各光电接收器连接；

所述反射镜与透明平板之间为设置被测透明物体处。

本发明还提供一种折射率检测方法，采用本发明的测量装置，包括以下步骤：

将被测透明物体放置在所述测量装置的反射镜与透明平板之间；