一種透明光學(xué)材料群折射率測(cè)量裝置及測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種透明光學(xué)材料群折射率測(cè)量裝置及測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域中，光學(xué)元件的三項(xiàng)基本參數(shù)是中心厚度、折射率和曲率半徑。其中光學(xué)元件中心厚度加工的誤差是影響光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的重要因素，而其加工是否滿足精度要求，則需要高精度的儀器對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，尤其對(duì)具有高質(zhì)量要求的光學(xué)鏡頭來(lái)說(shuō)，其中心厚度有更精確的要求，從而需要更精確的測(cè)定。
[0003]目前，光學(xué)元件中心厚度測(cè)量方法可分為接觸式和非接觸式兩大類。接觸式測(cè)量方法有兩個(gè)缺點(diǎn):一是容易劃傷光學(xué)元件，破壞表面光潔度；二是測(cè)頭與光學(xué)元件頻繁接觸，會(huì)因測(cè)頭磨損而影響測(cè)量精度。非接觸式測(cè)量方法有共面電容法、圖像法、共焦法和干涉法等。采用共面電容法測(cè)量前需要根據(jù)被測(cè)透鏡的材料對(duì)共面電容測(cè)頭進(jìn)行精確測(cè)試，以取得可靠的數(shù)據(jù)作為檢測(cè)依據(jù)，測(cè)量過程較為復(fù)雜；圖像法由于受攝像機(jī)成像系統(tǒng)、CCD分辨力、圖像清晰程度和標(biāo)定系數(shù)精確度等的影響，測(cè)量誤差較大;共焦法主要是利用被測(cè)透鏡上下表面反射回來(lái)的光譜信息計(jì)算透鏡的厚度，實(shí)際中很難準(zhǔn)確獲得被測(cè)透鏡在不同波長(zhǎng)處的折射率，一般在測(cè)定被測(cè)透鏡某幾個(gè)特定波長(zhǎng)折射率的基礎(chǔ)上通過插值計(jì)算獲得測(cè)量所用光譜的折射率，測(cè)量誤差較大?，F(xiàn)有干涉法理論上具有更高的測(cè)量精度，但實(shí)際測(cè)量時(shí)需要精確知道被測(cè)透鏡材料的折射率，難以提高其測(cè)量精度。
[0004]現(xiàn)有測(cè)量透明光學(xué)材料群折射率的方法是對(duì)不同波長(zhǎng)下光學(xué)材料的折射率進(jìn)行測(cè)量，然后擬合出光學(xué)材料的群折射率，這種方法工作量大，而且精度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有測(cè)量透明光學(xué)材料群折射率的方法存在的工作量大、精度低的問題，本發(fā)明提供一種透明光學(xué)材料群折射率測(cè)量裝置及測(cè)量方法。
[0006]本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明的一種透明光學(xué)材料群折射率測(cè)量裝置，包括:第一平面鏡調(diào)整臺(tái)、安裝在第一平面鏡調(diào)整臺(tái)上的上平面鏡、第二平面鏡調(diào)整臺(tái)、安裝在第二平面鏡調(diào)整臺(tái)上的被測(cè)平面鏡、第三平面鏡調(diào)整臺(tái)、安裝在第三平面鏡調(diào)整臺(tái)上的下平面鏡、鏡面定位儀；
[0008]通過調(diào)整第一平面鏡調(diào)整臺(tái)、第二平面鏡調(diào)整臺(tái)和第三平面鏡調(diào)整臺(tái)使上平面鏡、被測(cè)平面鏡和下平面鏡相互平行；
[0009]通過鏡面定位儀測(cè)量上平面鏡下表面與下平面鏡上表面之間的距離dl、上平面鏡下表面與被測(cè)平面鏡上表面中心的距離d2以及下平面鏡上表面與被測(cè)平面鏡下表面中心的距離d3。
[0010]進(jìn)一步的，所述被測(cè)平面鏡的材料為透明材料。
[0011]進(jìn)一步的，所述透明材料為融石英、K9或微晶。
[0012]進(jìn)一步的，所述鏡面定位儀發(fā)出的光經(jīng)上平面鏡、被測(cè)平面鏡和下平面鏡時(shí)分別能夠被上平面鏡、被測(cè)平面鏡和下平面鏡反射回鏡面定位儀。
[0013]進(jìn)一步的，所述被測(cè)平面鏡的中心厚度d即為d= dl-d2_d3。
[0014]本發(fā)明還提供了一種透明光學(xué)材料群折射率測(cè)量方法，包括以下步驟:
[0015]步驟一、將上平面鏡安裝在第一平面鏡調(diào)整臺(tái)上，將下平面鏡安裝在第三平面鏡調(diào)整臺(tái)上，通過調(diào)整第一平面鏡調(diào)整臺(tái)和第三平面鏡調(diào)整臺(tái)使上平面鏡和下平面鏡兩者之間相互平行；
[0016]步驟二、將鏡面定位儀放置于第三平面鏡調(diào)整臺(tái)下側(cè)，利用鏡面定位儀測(cè)量上平面鏡下表面與下平面鏡上表面之間的距離dl;
[0017]步驟三、將需要測(cè)量材料群折射率的光學(xué)材料加工為被測(cè)平面鏡，將被測(cè)平面鏡安裝在第二平面鏡調(diào)整臺(tái)上，將將被測(cè)平面鏡連同第二平面鏡調(diào)整臺(tái)放置在上平面鏡與下平面鏡之間，通過調(diào)整第一平面鏡調(diào)整臺(tái)、第二平面鏡調(diào)整臺(tái)和第三平面鏡調(diào)整臺(tái)使上平面鏡、被測(cè)平面鏡和下平面鏡三者之間相互平行，利用鏡面定位儀測(cè)量上平面鏡下表面與被測(cè)平面鏡上表面中心的距離d2以及下平面鏡上表面與被測(cè)平面鏡下表面中心的距離d3;
[0018]步驟四、在鏡面定位儀上的參數(shù)設(shè)置處將被測(cè)平面鏡的群折射率設(shè)置為I，得到被測(cè)平面鏡的讀取厚度cT ;
[0019]步驟五、計(jì)算被測(cè)平面鏡的中心厚度d即為d = dl-d2_d3;
[0020]步驟六、計(jì)算被測(cè)平面鏡的群折射率η即為Ii= CT /d。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提出的一種透明光學(xué)材料群折射率的測(cè)量方法原理如下:將需要測(cè)量的透明光學(xué)材料兩面拋光制作成被測(cè)平面鏡，在被測(cè)平面鏡的上面及下面均放置一塊平面鏡，將兩塊平面鏡與被測(cè)平面鏡調(diào)平行，利用鏡面定位儀測(cè)量上平面鏡下表面與被測(cè)平面鏡上表面距離d2以及下平面鏡上表面與被測(cè)平面鏡下表面中心的距離d3，并在鏡面定位儀上參數(shù)設(shè)置處將被測(cè)平面鏡的群折射率設(shè)置為I，得到被測(cè)平面鏡的讀取厚度cT，然后將被測(cè)平面鏡取下，測(cè)量上平面鏡下表面與下平面鏡上表面之間的距離dl，被測(cè)平面鏡的中心厚度d即為d = dl-d2_d3，被測(cè)平面鏡光學(xué)材料的群折射率即為Ii = CT AL
[0022]本發(fā)明的一種透明光學(xué)材料群折射率測(cè)量裝置及測(cè)量方法，可以精確的測(cè)量透明光學(xué)元件材料的群折射率，能夠?qū)Ω鞣N透明光學(xué)材料的群折射率進(jìn)行檢測(cè)，具有快速、簡(jiǎn)單、檢測(cè)不確定度高等優(yōu)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)平面、球面以及各種非球面光學(xué)元件的群折射率的精確測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明的一種透明光學(xué)材料群折射率測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:1、上平面鏡，2、第一平面鏡調(diào)整臺(tái)，3、被測(cè)平面鏡，4、第二平面鏡調(diào)整臺(tái)，5、下平面鏡，6、第三平面鏡調(diào)整臺(tái)，7、鏡面定位儀。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明的一種透明光學(xué)材料群折射率測(cè)量裝置，主要包括:上平面鏡
1、第一平面鏡調(diào)整臺(tái)2、被測(cè)平面鏡3、第二平面鏡調(diào)整臺(tái)4、下平面鏡5、第三平面鏡調(diào)整臺(tái)6和鏡面定位儀7。
[0027]上平面鏡I安裝在第一平面鏡調(diào)整臺(tái)2上，被測(cè)平面鏡3安裝在第二平面鏡調(diào)整臺(tái)4上，下平面鏡5安裝在第三平面鏡調(diào)整臺(tái)6上。第一平面鏡調(diào)整臺(tái)2