反射法折射率分布测量仪的光学传输系统技术方案

一种反射法折射率分布测量仪的光传输系统，其入射光臂的前端设置有分光棱镜，分光棱镜的透射光侧设置有透射光臂，透射光二次反射光侧设置有二次反射信号光臂，反射光侧设置有参考光臂。入射光臂内设置有光源，光源的前方设置有聚焦物镜，该物镜前方的焦点处设置有孔状光栏，光栏的前方设置有波片，波片的前方设置有准直镜。参考光臂的前端设置有波片，波片的后方设置有准直镜。二次反射信号光臂的前端设置有波片，波片的后方设置有准直镜。本系统解决了背景技术体积大，成本高，测量结果不准确，测量效率低的技术问题。其测量装置结构简单，体积小，成本低，测量、操作简便，结果准确，效率高。可实现快速、实时、完全自动化的测量。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于折射率测试仪器，具体涉及一种反射法折射率分布测量仪的光传输系统，尤适于光纤预制棒等大尺寸样品的折射率测试。
技术介绍
折射率是介质的一种重要光学参数，在光学设计中通常需要获得被测样品的折射率。随着变折射率介质的出现，获得样品折射率分布状况具有更重要的意义。在变折射率光纤的设计研制中，折射率分布的测量结果可以提供变折射率光纤的数值孔径、传播模数、传输色散等计算数据；也可以提供变折射率透镜的数值孔径、聚焦特性、像差特性、光线轨迹等分析数据。这对研究变折射率介质的特性和制作高质量的变折射率介质有极其重要的作用。目前，折射率测量常采用透射法，主要存在如下缺点1.仅能测量被测量样品的一个点，被测量样品尺寸大时，需借助结构复杂的平移台；2.入射光和探测光分别位于被测量样品两侧，导致测量装置结构复杂，体积大；且被测量样品需提供两个抛光面，测量、操作不便；3.测量存在盲区，测量结果不准确；对变折射率的被测量样品，测量结果偏差更大；4.透射法测折射率，测量效率低，成本高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种反射法折射率分布测量仪的光传输系统，其解决了
技术介绍
结构复杂，体积大，成本高；测量结果不准确，测量效率低的技术问题。本技术的技术解决方案是一种反射法折射率分布测量仪的光传输系统，包括入射光臂1、参考光臂2，其特征在于所述入射光臂1的前端设置有分光棱镜5，所述分光棱镜5的透射光侧设置有透射光臂3，所述分光棱镜5的透射光二次反射光侧设置有二次反射信号光臂4，所述的参考光臂2设置于分光棱镜5的反射光侧；所述的入射光臂1内设置有光源6，所述光源6的前方设置有聚焦物镜7，该物镜7前方的焦点处设置有孔状光栏8，用于使透射过光栏8的光束变窄；所述光栏8的前方设置有可将光束变成偏振光的波片9，所述波片9的前方设置有准直镜10，入射光经准直镜10准直后入射到分光棱镜5上；所述参考光臂2的前端设置有波片11，让具有相同偏振态的光通过，起到检偏滤波作用；所述波片11的后方设置有准直镜12，将光束聚焦到准直镜12前方的光电探测器上，作为光源6的参考信号；所述二次反射信号光臂4的前端设置有波片13，让具有相同偏振态的光通过，起到检偏滤波作用；所述波片13的后方设置有准直镜14，可将光束聚焦到准直镜14前方的光电探测器上，获得样品的折射率信息。上述分光棱镜5的分光比可为1∶1～9。具体以1∶9为最佳，以2∶8为较佳，也可采用5∶5。上述波片9、11、13以采用1/4λ的波片为宜。上述光源6采用发光二极管LED或半导体激光器均可。本技术具有如下优点1.本技术运用反射法测折射率，入射光和探测光位于被测量样品一侧，零部件便于集成，测量装置结构简单，体积小，成本低；2.被测量样品只需提供一个抛光面，测量、操作简便；3.测量不存在盲区，测量结果准确；可用于变折射率塑料光纤预制棒的折射率分布测量、自聚焦透镜的折射率分布测量及一般的折射率测量等；4.可实现扫描，可实现折射率的分布测量；5.通过光源调制、偏振态检测等方法可消除环境光对测量的影响； 6.利用测量参考光可消除光源抖动对测量结果的影响；7.本技术测量简单、使用方便、快捷，测量效率高；8.可实现快速、实时、完全自动化的测量。附图图面说明附图是本技术的结构原理示意图。附图标号说明1-入射光臂，2-参考光臂，3-透射光臂，4-二次反射信号光臂，5-分光棱镜，6-光源，7-物镜，8-光栏，9-波片，10-准直镜，11-波片，12-准直镜，13-波片，14-准直镜。具体实施方式本技术工作原理用反射法测量折射率分布的理论依据是菲涅耳公式R(r)=Pr(r)Pi=2]]>其中R(r)是反射率；n(r)是被测样品的折射率；n0是与被测面接触的介质折射率，本实施例采用空气的折射率，可视为常数。根据反射率R(r)和被测样品的折射率n(r)之间的关系，通过测量介质的反射率可获得折射率。参见附图，本技术入射光臂1的前端设置有分光棱镜5，分光棱镜5的透射光侧设置有透射光臂3，分光棱镜5的透射光二次反射光侧设置有二次反射信号光臂4，参考光臂2设置于分光棱镜5的反射光侧。入射光臂1内装有光源6，光源6可采用发光二极管LED或半导体激光器。光源6的前方设置有物镜7，用于聚焦，该物镜7前方的焦点处设置有孔状光栏8，用于使透射过光栏8的光束变窄。光栏8的前方设置有波片9，波片9可将光束变成偏振光。波片9的前方设置有准直镜10，准直镜10将光束准直后入射到分光棱镜5上。分光棱镜5的反射光进入参考光臂2。参考光臂2的前端设置有波片11。波片11可让具有相同偏振态的光通过，起检偏滤波作用。波片11的后方设置有准直镜12，准直镜12可将光束聚焦到准直镜12前方的光电探测器上，作为光源6的参考信号；分光棱镜5的透射光进入透射光臂3，然后照射到被测样品表面。在样品表面发生反射，反射光带有被测样品折射率信息。通过样品表面反射回来的光经过透射光臂3后照到分光棱镜5上，经过分光棱镜5反射进入二次反射信号光臂4。二次反射信号光臂4的前端设置有波片13，波片13可让具有相同偏振态的光通过，起检偏滤波作用。波片13的后方设置有准直镜14，可将光束聚焦到准直镜14前方的光电探测器上，获得样品的折射率信息。本技术分光棱镜5的分光比可采用1∶1～9，以1∶9为最佳，以2∶8为较佳，也可采用5∶5。波片9、11、13以采用1/4λ的波片为宜。本技术工作过程光源6发出的入射光经准直镜10准直后，垂直入射于分光棱镜5的端面，分光棱镜5的分光比可为1∶1。分光棱镜5的反射光作为参考光，经由准直镜12送往光电探测器直接探测；分光棱镜5的透射光则垂直入射到待测样品表面，经样品表面反射后沿原路返回，经分光棱镜5再次分束后，被反射的部分由准直镜14会聚于光电探测器，这部分光电信号携带有样品的折射率信息，称之为信号光。将探测到的信号光和参考光的电压信号，同时送入计算机数据采集处理系统进行信号放大、模数转换、数据处理等，最终可获得样品的折射率值。通过步进电机驱动带动被测样品运动，实现被测样品的扫描，可获得折射率分布测量结果。权利要求1.一种反射法折射率分布测量仪的光学传输系统，包括入射光臂(1)、参考光臂(2)，其特征在于所述入射光臂(1)的前端设置有分光棱镜(5)，所述分光棱镜(5)的透射光侧设置有透射光臂(3)，所述分光棱镜(5)的透射光二次反射光侧设置有二次反射信号光臂(4)，所述的参考光臂(2)设置于分光棱镜(5)的反射光侧；所述的入射光臂(1)内设置有光源(6)，所述光源(6)的前方设置有聚焦物镜(7)，该物镜(7)前方的焦点处设置有孔状光栏(8)，所述光栏(8)的前方设置有波片(9)，所述波片(9)的前方设置有准直镜(10)；所述参考光臂(2)的前端设置有波片(11)，所述波片(11)的后方设置有准直镜(12)；所述二次反射信号光臂(4)的前端设置有波片(13)，所述波片(13)的后方设置有准直镜(14)。2.根据权利要求1所述的反射法折射率分布测量仪的光学传输系统，其特征在于所述分光棱镜(5)的分光比为1∶1～9。3.根据权利要求1或2所述的反射法折射率分布测量仪的光学传输系统，其特征在于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射法折射率分布测量仪的光学传输系统，包括入射光臂（１）、参考光臂（２），其特征在于：所述入射光臂（１）的前端设置有分光棱镜（５），所述分光棱镜（５）的透射光侧设置有透射光臂（３），所述分光棱镜（５）的透射光二次反射光侧设置有二次反射信号光臂（４），所述的参考光臂（２）设置于分光棱镜（５）的反射光侧；所述的入射光臂（１）内设置有光源（６），所述光源（６）的前方设置有聚焦物镜（７），该物镜（７）前方的焦点处设置有孔状光栏（８），所述光栏（８）的前方设置有波片（９），所述波片（９）的前方设置有准直镜（１０）；所述参考光臂（２）的前端设置有波片（１１），所述波片（１１）的后方设置有准直镜（１２）；所述二次反射信号光臂（４）的前端设置有波片（１３），所述波片（１３）的后方设置有准直镜（１４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阮驰，王学忠，胡宝文，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]