【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于透明材料折射率测量及膜厚测量领域，更具体地，特别涉及一种测量透明材料厚度和折射率的方法及装置。
技术介绍
1、折射率是光学材料基本参数之一，介质的折射率随入射光波长的增大而减小，不同波长折射率的差值称为色散。介质的折射率和色散的研究对于了解介质材料的性质有重要意义。透明材料例如液膜在能源工程、航空航天、半导体制造、微电子和石油化工等领域应用广泛，例如膜式蒸发器，光刻胶涂覆，墨水屏液膜等；液膜的厚度控制对于系统性能有非常大的影响，实时监控液膜的厚度对于保证系统有效、稳定的运行至关重要。
2、现有的透明材料测量装置通常采用电容测量原理，光谱吸收测量原理等，测量装置复杂，精度低，校准过程操作不便，难以应用于工业实时检测过程中。同时，目前常规的检测仪器功能单一，需要在已知被测透明材料折射率的条件下才能测量出被测透明材料的厚度，或者需要在已知被测透明材料厚度的条件下才能测量出被测透明材料的折射率，无法同时检测材料折射率和厚度，需要单独购买相关检测设备，提高了检测的成本。
技术实现思路
1、针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种测量透明材料厚度和折射率的方法及装置，该方法及装置大大简化了透明材料折射率和厚度测量设备及测量过程，降低了检测成本，提高设备功能多样性和通用型，测量方法简单，并且能满足工业生产中对透明材料实时检测的要求。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种测量透明材料厚度和折射率的方法，在被测透明材料的上方
3、光源发出的复色光波经过色散探头散色，其中第一光波和第二光波分别聚焦于被测透明材料的上表面和下表面并被反射回色散探头；
4、光谱仪接收反射回来的第一光波和第二光波，并通过计算机分别测得第一光波和第二光波的位移数据l(λ1)、l(λ2)；
5、控制色散探头在其光轴方向上位移，使第二光波聚焦于反射板的表面；
6、移去被测透明材料，复色光中的第三光波聚焦于反射板的表面，反射板将接收到的第三光波反射回色散探头，并被光谱仪接收，并通过计算机测得第三光波的位移数据l(λ3)；
7、根据l(λ1)、l(λ2)、l(λ3)计算出被测透明材料的厚度和折射率，计算公式如下：
8、h＝[l(λ2)-l(λ1)]+[l(λ3)-l(λ2)]；
9、
10、其中，h为被测透明材料的厚度；l(λ1)、l(λ2)、l(λ3)分别为第一光波、第二光波、第三光波对应的位移数据；n(λ2)为被测透明材料在波长为λ2时的折射率；θ(λ2)为第二光波入射被测透明材料的入射角。
11、优选的，所述色散探头的光轴与被测透明材料的表面垂直；所述反射板与被测透明材料平行。
12、优选的，所述第一光波、第二光波分别在被测透明材料上、下表面的聚焦点与第三光波在反射板表面的聚焦点处于同一轴线上。
13、优选的，所述色散探头安装于位移机构上，在所述位移机构的驱动下相对于被测透明材料表面沿色散探头的光轴方向做位移。
14、优选的，所述光源通过第一光纤与所述色散探头连接，所述色散探头通过第二光纤与所述光谱仪连接。
15、优选的，所述被测透明材料的厚度在所述色散探头的色散量程范围内。
16、按照本专利技术的另一个方面，还提供了一种测量透明材料厚度和折射率的装置，该装置包括设置在被测透明材料上方的光源、位移机构、色散探头、光谱仪，设置在被测透明材料下方的反射板，以及计算模块；
17、所述光源发出的复色光波经过色散探头散色后，其中第一光波和第二光波分别聚焦于被测透明材料的上表面和下表面并被反射回色散探头；
18、光谱仪接收反射回来的第一光波和第二光波，并通过计算机分别测得第一光波和第二光波的位移数据l(λ1)、l(λ2)；
19、位移机构控制色散探头在其光轴方向上位移，使第二光波聚焦于反射板的表面；
20、移去被测透明材料，复色光中的第三光波聚焦于所述反射板的表面，反射板将接收到的第三光波反射回所述色散探头，并被光谱仪接收，通过计算机测得第三光波的位移数据l(λ3)；
21、计算模块根据l(λ1)、l(λ2)、l(λ3)计算出被测透明材料的厚度和折射率，
22、h＝[l(λ2)-l(λ1)]+[l(λ3)-l(λ2)]
23、
24、其中，h为被测透明材料的厚度；l(λ1)、l(λ2)、l(λ3)分别为第一光波、第二光波、第三光波对应的位移数据；n(λ2)为被测透明材料在波长为λ2时的折射率；θ(λ2)为第二光波入射被测透明材料的入射角。
25、按照本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。
26、按照本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。
27、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
28、(1)本专利技术提供的一种测量透明材料厚度和折射率的方法及装置，通过光谱仪获取得到两组波长位移数据信号，根据两组波长位移数据信号进行计算得到透明材料的厚度和折射率，所需的测量设备简单不需要复杂的测量装置设备，测量方法操作便捷，通用型性好，且测量精度高，大大简化了透明材料折射率和厚度测量设备及测量过程。
29、(2)本专利技术提供的一种测量透明材料厚度和折射率的方法及装置，克服了传统透明材料测量折射率和厚度方法中必须要已知折射率和厚度其中一个参数才能求得另一个参数的限制和缺陷，实现了在被测透明材料的参数均未知的情况下，同时测量得到被测透明材料的厚度和折射率，降低了测量要求，提高了测量的适应性。
30、(3)本专利技术提供的一种测量透明材料厚度和折射率的方法及装置，亦可用于检测液体折射率，实现装置功能多样性，拓展了方案的适用范围，提高了方案的通用型。
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1.一种测量透明材料厚度和折射率的方法，其特征在于，在被测透明材料的上方设置光源、色散探头、光谱仪，下方设置反射板；
2.如权利要求1所述的测量透明材料厚度和折射率的方法，其特征在于，所述色散探头的光轴与被测透明材料的表面垂直；所述反射板与被测透明材料平行。
3.如权利要求2所述的测量透明材料厚度和折射率的方法，其特征在于，所述第一光波、第二光波分别在被测透明材料上、下表面的聚焦点与第三光波在反射板表面的聚焦点处于同一轴线上。
4.如权利要求1所述的测量透明材料厚度和折射率的方法，其特征在于，
5.如权利要求1所述的测量透明材料厚度和折射率的方法，其特征在于，所述光源通过第一光纤与所述色散探头连接，所述色散探头通过第二光纤与所述光谱仪连接。
6.如权利要求1所述的测量透明材料厚度和折射率的方法，其特征在于，所述被测透明材料的厚度在所述色散探头的色散量程范围内。
7.一种测量透明材料厚度和折射率的装置，其特征在于，包括设置在被测透明材料上方的光源、位移机构、色散探头、光谱仪，设置在被测透明材料下方的反射板，以及
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种测量透明材料厚度和折射率的方法，其特征在于，在被测透明材料的上方设置光源、色散探头、光谱仪，下方设置反射板；
2.如权利要求1所述的测量透明材料厚度和折射率的方法，其特征在于，所述色散探头的光轴与被测透明材料的表面垂直；所述反射板与被测透明材料平行。
3.如权利要求2所述的测量透明材料厚度和折射率的方法，其特征在于，所述第一光波、第二光波分别在被测透明材料上、下表面的聚焦点与第三光波在反射板表面的聚焦点处于同一轴线上。
4.如权利要求1所述的测量透明材料厚度和折射率的方法，其特征在于，
5.如权利要求1所述的测量透明材料厚度和折射率的方法，其特征在于，所述光源通过第一光纤与所述色散探头连接，所述色...
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