[发明专利]菲涅尔双棱镜厚度的非接触间接测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及菲涅尔双棱镜技术领域，更为具体地，涉及一种菲涅尔双棱镜厚度的 非接触间接测量方法。

背景技术

菲涅尔双棱镜技术参数在国防、航空、工业生产等领域有重要应用。目前，最早的 测量菲涅尔双棱镜的厚度的方法是1991年由李宝敏设计的使用双迈克尔干涉系统测量菲 涅尔双棱镜的厚度；近些年，又有人提出基于单发频率分辨光学开关法的飞秒脉冲测量系 统，理论推导出了菲涅尔双棱镜底角、折射率和脉冲光斑的关系。但是，现有的这些测量方 法只是对菲涅尔双棱镜的楔角与折射率参数做出了研究，并没有对菲涅尔双棱镜的厚度参 数做相关的测量研究。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种菲涅尔双棱镜厚度的非接触间接测量方 法，以解决上述背景技术中指出的问题。

本发明提供一种菲涅尔双棱镜厚度的非接触间接测量方法，菲涅尔双棱镜由两块 底面相合、顶角相等的三棱镜构成，该测量方法包括：

步骤S1：测量三棱镜的楔角α；

步骤S2：根据楔角α计算三棱镜的折射率n；

步骤S3：根据楔角α和折射率n拟合出三棱镜的位置与条纹间距的线性关系的截距 b与斜率a；其中，

基于光的干涉原理，则有

由于

将公式(1)代入公式(2)得到2(n-1)αB＝l(3)；其中，Δx为明条纹与暗条纹的间 距，λ为光的波长，l为两个虚光源间的距离，B为三棱镜到夹缝的距离，C为三棱镜到目镜的 距离；

基于公式(3)拟合获得线性关系式y＝ax+b，求得截距b与斜率a；其中，y为两个虚 光源间的距离，x为三棱镜到夹缝的距离；

步骤S4：根据截距b与斜率a计算三棱镜的厚度h；其中，

根据折射定律，则有β＝nα(4)；

两虚光源间的距离l为l＝2(L'+h)(β-α)(5)；

将公式(4)带入公式(5)得到l＝2(L'+h)(n-1)α(6)；

根据平板玻璃的成像公式，得到两个虚光源的位置，所述成像公式如下：

L-L′=(n-1)hn---(7)]]>

其中，L'为虚光源到三棱镜的距离，L为夹缝到三棱镜的距离；

将公式(7)变形得到L′=L-(n-1)hn---(8)]]>

将公式(8)代入公式(6)获得：