一种折射率测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种折射率测量装置及方法，属于光学检测领域。该装置包括：不同波长的多个短相干光源、波分复用器、光纤耦合器、两个光纤准直器、移动式反射镜、反射镜、透明平板、波分解复用器、多个光电接收器和多段光纤，各部件形成参考光路与测量光路。通过参考光路与测量光路配合，测出被测透明物体上、下表面在反射镜和透明平板形成的腔体中的位置，结合反射镜和透明平板之间的距离，得到被测透明物体的厚度，通过比较被测物放入前后的光程差以及被测透明物体的厚度就能得到被测物镜的折射率。该测量装置结构简单，测量精度高，可以高精度方便在线测量平面、球面镜的折射率和色散系数。

【技术实现步骤摘要】
一种折射率测量装置及方法
本专利技术涉及光学检测领域，特别是涉及一种高精度的折射率测量装置及方法。
技术介绍
在高精度的精密光学仪器中，为了确保光学系统有很好的成像质量，需要精确测量光学材料的折射率，目前高精度测量光学玻璃材料折射率是通过最小偏向角法进行。最小偏向角法具有精度高、波长范围大，且为绝对测量，国内外大多数高精度光学玻璃材料折射率测量仪器普遍采用最小偏向角法，测量精度一般是10^-5的左右，如果需要折射率测量精度达到10^-6，需在精度1”的大型精密测角仪进行测量，并对温度和压力进行校正。参见《光学精密工程》第16卷11期“高精度测量光学玻璃折射率的新方法”图1示意了传统最小偏向角测量折射率的方法，由光源照明入射狭缝S发出的光，经透镜变成平行光，通过三棱镜后发生偏折，经透镜会聚后，会聚在出射狭缝上。在测角仪上，测量出棱镜顶角A和最小偏向角δmin，即可计算出折射率。顶角测量方法主要有自准直法和反射法。最小偏向角测量方法主要有单值法、两倍角法、互补法、三像法以及三最小偏向角方法等。根据折射率计算公式：n=sin[(θ+δmin)/2]/sin(θ/2)计算折射率，δmin为最小偏向角；θ为棱镜顶角；n为棱镜折射率。以上这些最小片偏向角的前提是需要制作一个棱镜，进行光折射，同时需要精确测试棱镜的角度，这样的棱镜制作起来非常麻烦，需要较长周期。另外这种方法无法测试平面的光学元件，它比较适合用于玻璃制造商用于同一批玻璃的折射率样品测试，而不适合进行对实际镜片材料进行在线高精度测试，由于同一批玻璃中的折射率可能存在较大的差别（10^-5以上），所以样品的折射率和实际制作镜片的折射率可能存在较大的差异。并且某些特殊的应用场合，不知道光学元件的材料牌号的情况下，需要在不破坏元件的情况下，通过折射率测试确定玻璃的牌号，而目前的检测设备和方法并不能很好的进行测量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种折射率测量装置及方法，不需要制作特殊的棱镜，可以方便高精度测量不同的球面、平面光学元件以及液体的折射率。解决上述技术问题的技术方案如下：本专利技术提供一种折射率测量装置，包括：不同波长的多个短相干光源、波分复用器、光纤耦合器、两个光纤准直器、移动式反射镜、反射镜、透明平板、波分解复用器、多个光电接收器和多段光纤；其中，所述不同波长的多个短相干光源分别经光纤与所述波分复用器连接，所述波分复用器的输出端经光纤依次与所述光纤耦合器和第一光纤准直器连接，第一光纤准直器对应与移动式反射镜间隔排列设置；所述反射镜、透明平板、第二光纤准直器间隔排列设置，所述第二光纤准直器经光纤依次与所述光纤耦合器和波分解复用器连接；所述波分解复用器的输出端分别经光纤与各光电接收器连接；所述反射镜与透明平板之间为设置被测透明物体处。本专利技术还提供一种折射率检测方法，采用本专利技术的测量装置，包括以下步骤：将被测透明物体放置在所述测量装置的反射镜与透明平板之间；调整所述测量装置的移动式反射镜的位置，在测量装置的光电接收器上接收到干涉信号，通过拟合干涉条纹波形并结合移动式反射镜的位置，得到被测透明物体上表面与透明平板之间的距离a以及被测透明物体下表面与反射镜之间的距离b；结合反射镜与透明平板之间的距离L1，以及放置的所述被测透明物体后的反射镜与透明平板之间的距离L2，按公式n=（L2-L1）/(L1-a-b)计算得到所述被测透明物体的折射率n。本专利技术的有益效果为：该测量装置结构简单，不需要制作特殊的棱镜，可以方便高精度测量不同的球面，平面光学元件以及液体的折射率，并且方便实现在线检测不同光学元件，不影响光学设备。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为现有技术的最小偏向角的折射率测量原理示意图；图2为本专利技术实施例提供的测量装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的测量装置光电接收器的光强分布示意图。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例提供一种折射率测量装置，该测量装置不需要制作特殊的棱镜，可以方便的高精度测量不同的球面，平面光学元件以及液体的折射率，并可方便实现在线检测不同的光学元件，如图2所示，该测量装置包括：不同波长的多个短相干光源101、102、103、波分复用器104、光纤耦合器105、两个光纤准直器301、401、移动式反射镜302、反射镜404、透明平板402、波分解复用器204、多个光电接收器201、202、203和多段光纤；其中，所述不同波长的多个短相干光源101、102、103分别经光纤与所述波分复用器104连接，所述波分复用器104的输出端经光纤依次与所述光纤耦合器105和第一光纤准直器301连接，第一光纤准直器301对应与移动式反射镜302间隔排列设置；所述反射镜404、透明平板402、第二光纤准直器401间隔排列设置，所述第二光纤准直器401经光纤依次与所述光纤耦合器105和波分解复用器204连接；所述波分解复用器204的输出端分别经光纤与各光电接收器201、202、203连接；所述反射镜404与透明平板402之间为用于设置被测透明物体403的测量用腔体。上述测量装置中，从不同波长的多个短相干光源101、102、103至所述波分复用器104、光纤耦合器105、第一光纤准直器301、移动式反射镜302以及从所述移动式反射镜302至所述光纤耦合器105、波分解复用器204、多个光电接收器201、202、203构成参考光路。上述的参考光路中，从不同波长的多个短相干光源101、102、103至所述波分复用器104、光纤耦合器105、第一光纤准直器301到移动式反射镜302为进程参考光路；从所述移动式反射镜302至所述第一光纤准直器301、所述光纤耦合器105、波分解复用器204到多个光电接收器201、202、203为回程参考光路。上述测量装置中，从不同波长的多个短相干光源101、102、103至所述波分复用器104、光纤耦合器105、第二光纤准直器401、透明平板402（中间经过被测透明物体403）、反射镜404以及从所述反射镜404（中间经过被测透明物体403）至所述透明平板402、所述第二光纤准直器401、所述光纤耦合器105、波分解复用器204、多个光电接收器201、202、203构成测量光路。上述的测量光路中，从不同波长的多个短相干光源101、102、103至所述波分复用器104、光纤耦合器105、第二光纤准直器401、透明平板402（中间经过被测透明物体403）到反射镜404为进程测量光路；从所述反射镜404（中间经过被测透明物体403）至所述透明平板402、所述第二光纤准直器401、所述光纤耦合器105、波分解复用器204到多个光电接收器201、202、203为回程测量光路。进一步的，在测量光路中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种折射率测量装置，其特征在于，包括：不同波长的多个短相干光源、波分复用器、光纤耦合器、两个光纤准直器、移动式反射镜、反射镜、透明平板、波分解复用器、多个光电接收器和多段光纤；其中，所述不同波长的多个短相干光源分别经光纤与所述波分复用器连接，所述波分复用器的输出端经光纤依次与所述光纤耦合器和第一光纤准直器连接，第一光纤准直器对应与移动式反射镜间隔排列设置；所述反射镜、透明平板、第二光纤准直器间隔排列设置，所述第二光纤准直器经光纤依次与所述光纤耦合器和波分解复用器连接；所述波分解复用器的输出端分别与各光电接收器连接；所述反射镜与透明平板之间为设置被测透明物体处。

【技术特征摘要】
1.一种折射率测量装置，其特征在于，包括：不同波长的多个短相干光源、波分复用器、光纤耦合器、两个光纤准直器、移动式反射镜、反射镜、透明平板、波分解复用器、多个光电接收器和多段光纤；其中，所述不同波长的多个短相干光源分别经光纤与所述波分复用器连接，所述波分复用器的输出端经光纤依次与所述光纤耦合器和第一光纤准直器连接，第一光纤准直器对应与移动式反射镜间隔排列设置；所述反射镜、透明平板、第二光纤准直器间隔排列设置，所述第二光纤准直器经光纤依次与所述光纤耦合器和波分解复用器连接；所述波分解复用器的输出端分别与各光电接收器连接；所述反射镜与透明平板之间为设置被测透明物体处。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置中，从不同波长的多个短相干光源至所述波分复用器、光纤耦合器、移动式反射镜以及从所述移动式反射镜至所述第一光纤准直器、光纤耦合器、波分解复用器到多个光电接收器构成参考光路；从不同波长的多个短相干光源至所述波分复用器、光纤耦合器、第二光纤准直器、透明平板、反射镜以及从所述反射镜至所述透明平板、第二光纤准直器、光纤耦合器、波分解复用器到多个光电接收器构成测量光路。3.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：伏碧德，白春，龚婧瑶，曹晓君，
申请(专利权)人：辽宁科旺光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：