本发明专利技术涉及一种光学材料折射率曲线测量方法及装置。该方法，首先通过一宽带光相干干涉系统测量待测光学材料不同波长的群折射率值；其次，通过一激光双缝干涉系统测量待测光学材料在一确定的激光的波长下对应的折射率值；最后，采用积分算法结合上述的测量结果对待测光学材料在整个波长范围的群折射率值进行计算，进而得到待测光学材料在整个波长范围的折射率曲线。本发明专利技术简化了传统复杂的操作，实现材料在整个波段的折射率曲线的简易测量，是一种快速便捷的高精度的实用性强的材料折射率测量方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学测量领域，具体设及一种光学材料折射率曲线测量方法及装置。
技术介绍
折射率是有材料的分子极化率确定的一个光学参数，是一个重要的物理量，它决 定了光在材料里的传播路径和速度。对于一般材料折射率还会随着波长变化而变化，即材 料的色散。各波长的光具有不同的折射率将导致个波长的光在材料中的路径和速度不同， 最简单的例子就是光学透镜的色差。对材料的各个波长的折射率进行测量具有重要意义。 常用的折射率曲线的测量方法有测角法和干设法两大类。测角法包括最小偏折 法、V棱镜和自准直法等。运些方法是将材料加工成特定的形状，通过复杂的操作获取特定 的几个波长的折射率值，对运些离散的折射率值采用数据拟合的方法最终获取整个波段的 折射率曲线。运种方法操作繁琐，并不是一种方面的测量方法。干设法包括F-P干设仪和 宽带光相干干设法等。F-P干设仪仅能对薄透明体测量，并且光路调整复杂测量时间长；宽 带光相干干设法是利用迈克尔逊干设仪装置获取不同波长的干设信息进而得到因为待测 样品而引入的光程，然而此方法只能测量得到材料的群折射率信息，并不能得到材料的折 射率曲线。 本专利技术在已有的宽带光相干干设基础上，通过分析群折射率和折射率的关系，提 出了一种数据拟合的从群折射率曲线求折射率曲线的近似计算方法，并设计了激光双缝干 设装置用确定某一波长所对应的折射率值，结合运个折射率值提出了一种积分的精确的折 射率曲线的算法。本专利技术可W对光学材料的折射率曲线进行测量，具有高效、高精度等优 点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可W对光学材料的折射率曲线进行测量，具有高效、 高精度等优点的光学材料折射率曲线测量方法及装置。 为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种光学材料折射率曲线测量方法，包括 如下步骤， S1:通过一宽带光相干干设系统测量待测光学材料不同波长的群折射率值； S2:通过一激光双缝干设系统测量待测光学材料在一确定的激光的波长下对应的折射 率值； S3:采用积分算法结合步骤S1及S2的测量结果对待测光学材料在整个波长范围的群 折射率值进行计算，进而得到待测光学材料在整个波长范围的折射率曲线。 在本专利技术一实施例中，所述积分算法公式如下：其中，胃^?|是待测光学材料的待求折射率值，^;0是^^!所对应的波数，巧；^。.;是待测光 学材料在确定的激光的波长下对应的折射率值，是所对应的波数，聲o)是待测光学 材料的群折射率值，k是%《|所对应的波数。 在本专利技术一实施例中，在步骤S1中，所述宽带光相干干设系统是W宽带光源为发 光源的迈克尔干设仪，通过采集迈克尔干设仪的其中一光束臂插入待测光学样品前后的干 设光谱信号进而获得待测光学材料的群折射率值。 在本专利技术一实施例中，所述待测光学材料不同波长的群折射率值的具体获取方式 为： S11 :在不同波长的宽带光源下，通过采集迈克尔干设仪的其中一光束臂插入待测光学 样品前后的干设光谱信号，从而获得待测光学材料整个波段的干设光谱信号； S12:将整个波段的干设光谱信号按波长进行分段，采用短时傅里叶变换技术对其进行 处理，获取因为待测光学样品引入而增加的光程，并利用计算出各个波 长所对应的群折射率值，其中，雜是光程差，d是待测光学材料的厚度。 在本专利技术一实施例中，所述步骤S12后还包括一步骤，即根据步骤S12获得的各个 波长所对应的群折射率值，采用数据拟合的方法获得近似的各个波长的折射率值，具体如 下： 将群折射值鸣if通过下式按波数k进行级数展开：则近似的折射率值嗎玲可按下式计算：其中，n为正整数； 根据上述获得的近似的各个波长的折射率值，即可获得宽带光相干干设系统在插入待 测光学样品前后的条纹偏移的整数部分偏移量。 在本专利技术一实施例中，在步骤S2中，通过所述激光双缝干设系统测量待测光学材 料在一确定的激光的波长下对应的折射率值的方式为：通过将待测光学材料放置于所述激 光双缝干设系统的单缝片与双缝片之间，并使待测光学材料的边缘处于双缝片两条狭缝中 央，W使得待测光学材料刚好挡住双缝片的一条狭缝；在确定的激光波长下，通过分析插入 待测光学材料前后两次的干设条纹图像，获得条纹偏移的小数部分偏移量，从而获得条纹 偏移量，根据条纹偏移量乘W确定的激光波长，获取因为插入待测光学材料而增加的光程 差，精确确定待测光学材料在该确定的激光波长下所对应的折射率值 本专利技术还提供了一种光学材料折射率曲线测量装置，包括用于测量待测光学材料不同 波长的群折射率值的宽带光相干干设系统及用于测量该待测光学材料在一确定的激光波 长下对应的折射率值的激光双缝干设系统，结合待测光学材料不同波长的群折射率值及其 在一确定的激光波长下对应的折射率值，通过积分算法，即可得到待测光学材料在整个波 长范围的折射率曲线。 在本专利技术一实施例中，所述积分算法公式如下： CN 105115940 A 坑明巧 3/6页其中，是待测光学材料的待求折射率值，是^钱g自所对应的波数，琴目i是待测光 学材料在确定的激光的波长下对应的折射率值，是综瞧I所对应的波数堤待测光学 材料的群折射率值，k是t苗(辑所对应的波数。 在本专利技术一实施例中，所述宽带光相干干设系统包括宽带光源、第一透镜、第二透 镜、分光镜、第一反射镜、第二反射镜、光谱仪；宽带光源发出的光经第一透镜准直后，被分 光镜分为参考臂光束和样品臂光束，其中样品臂光束中插入待测光学材料，两束光束经第 一反射镜、第二反射镜反射后，返回分光镜汇合并经第二透镜聚焦后被光谱仪采集。 在本专利技术一实施例中，所述激光双缝干设系统包括激光光源、单缝片、双缝片、观 察屏，所述激光双缝干设系统测量待测光学材料在确定的激光波长下所对应的折射率值的 原理为：首先，激光光源发射的光经单缝片、双缝片，在观察屏上形成参考干设条纹图像，然 后，将待测光学材料置于单缝片、双缝片之间，并使得待测光学材料刚好挡住双缝片的一条 狭缝，通过激光光源发射的光经单缝片、待测光学材料、双缝片，在观察屏上形成偏移干设 条纹图像，通过分析对比偏移干设条纹图像与参考干设条纹图像，即可获得待测光学材料 在确定的激光波长下所对应的折射率值。 相较于现有技术，本专利技术具有W下有益效果：本专利技术简化了传统复杂的操作，实现 材料在整个波段的折射率曲线的简易测量，是一种快速便捷的高精度的实用性强的材料折 射率测量方法。【附图说明】 图1为本专利技术的宽带光相干干设系统。 图2为激光双缝干设系统。 图3为本专利技术实施实例的宽带光相干干设信号图。 图4为本专利技术实施实例的群折射率和拟合算法得到的近似折射率曲线。 图5为本专利技术实施实例的激光双缝干设图样。 图6为本专利技术实施实例的测量结果图。【具体实施方式】 下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。 如图1-6所示，本专利技术的一种光学材料折射率曲线测量方法，包括如下步骤， 51 :通过一宽带光相干干设系统测量待测光学材料不同波长的群折射率值； 52 :通过一激光双缝干设系统测量待测光学材料在一确定的激光的波长下对应的折射 率值； 53 :采用积分算法结合步骤S1及S2的测量结果对待测光学材料在整个波长范围的群 折射率值进行计算，进而得到待测光学材料在整个波长范围的折射率曲线，所述积分算法 公式如下： C本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光学材料折射率曲线测量方法，其特征在于：包括如下步骤，S1：通过一宽带光相干干涉系统测量待测光学材料不同波长的群折射率值；S2：通过一激光双缝干涉系统测量待测光学材料在一确定的激光的波长下对应的折射率值；S3：采用积分算法结合步骤S1及S2的测量结果对待测光学材料在整个波长范围的群折射率值进行计算，进而得到待测光学材料在整个波长范围的折射率曲线。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钟舜聪，张秋坤，钟剑锋，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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