[发明专利]平行平面透明固体材料折射率的测量方法

说明书

一种测量平行平面透明固体材料折射率的方法，通过测量会聚光束在有无经过平行平面透明固体材料时的焦点位置变化来测量平面透明固体材料的折射率，该方法简单易行，可以方便地实现对平行平面透明固体材料折射率的测量。

技术领域

本发明涉及透明材料折射率测量，尤其是涉及平行平面透明固体材料折射率的测量方法。

背景技术

折射率是材料光学性质的重要参数，透明材料折射率常用最小偏向角法和全反射法进行测量。其中最小偏向角法测量对被测材料的折射率大小没有限制，但需要将被测材料加工成棱镜，这给测量人员带来了较大的麻烦，除了破坏材料原有的形状外，棱镜加工难度也比较大。全反射法测试方便，但仅适用于一定范围折射率大小的材料。此外，对于角度的测量需要专业工具及相应配套条件，局限性较大，并且测量步骤繁琐，这给最终的折射率测量结果带来一定的不确定性。相对而言，两面平行结构的材料加工技术难度低，适用范围广，实际应用中大部分光学元件都具有两面平行的平面结构，所以建立一种简单方便适用于平行平面透明固体材料的折射率测量方法对具有非常重要的实用价值。

发明内容

本发明为克服上述现有技术的不足，提出一种测量具有两平行平面透明固体材料折射率的方法。该方法简单易行，可以较为方便地测量具备两个平行平面透明固体材料的折射率。

本发明的原理如下：

图2是光线经过平面透明固体材料的折射图，其中α₁—入射光线的入射角度，α₂—折射光线的折射角度，r₁—入射光线到光束光轴的距离，r₂—折射光线在平面透明固体材料后表面的交点到光束光轴的距离，L₃—焦点A到平面透明固体材料前表面的距离，L₄—焦点B到平面透明固体材料前表面的距离。

根据图2可得

L₄＝r₁ctgα₁ (1)

L₃＝d+r₂ctgα₁ (2)

将(1)，(2)带入公式(3)

L₁-L₂＝L₃-L₄＝d+(r₂-r₁)ctgα₁ (3)

由公式(3)可得

根据图2可得

r₁-r₂＝dtgα₂ (5)

由公式(5)可得

当α₁较小时

sinα₁≈tgα₁ (7)

sinα₂≈tgα₂ (8)

此时根据折射定律可得

将公式(4)(6)带入可得

本发明的技术解决方案如下：

一种平行平面透明固体材料折射率的测量方法，其特点在于，该测量方法包括如下步骤：