CN109142276A - V棱镜折光仪及测试光学材料对波长852.1nm光的折射率的方法 - Google Patents

V棱镜折光仪及测试光学材料对波长852.1nm光的折射率的方法 Download PDF

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周佺佺
俞露
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    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
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Abstract

本发明属于光学材料测试技术领域，具体公开了一种V棱镜折光仪及测试光学材料对波长852.1nm光的折射率的方法，旨在解决现有的V棱镜折光仪难以测试光学材料对波长852.1nm光的折射率的问题。该V棱镜折光仪所具有的平行光管物镜和望远镜物镜，能够使得光学材料对波长852.1nm光的折射率进行测试时波长为852.1nm的不可见光平行光管发出保持平行，并采用了可见光及近红外兼容的CCD对平行光管的分划板像进行接收，因此保证接收到的平行光管的分化板像清晰，进而准确测出光束从V棱镜最后一面出射时的偏折角，从而计算出所测光学材料对波长为852.1nm的不可见光的折射率，测试结果准确，且效率较高。

Description

V棱镜折光仪及测试光学材料对波长852.1nm光的折射率的 方法
技术领域
本发明属于光学材料测试技术领域，具体涉及一种V棱镜折光仪及测试光学材料对波长852.1nm光的折射率的方法。
背景技术
测试光学材料对波长852.1nm不可见光的折射率对监控领域及日夜共焦系统非常重要。利用V棱镜折光仪测试光学材料的折射率是本领域最常用的折射率测试方式。然而，从V棱镜折光仪的使用及光学设计理念来说，其设计是围绕着可见光的中间波长587.6nm来进行的，工作适用范围是波长为404.7nm～706.5nm的可见光。若采用现有的V棱镜折光仪测试光学材料对波长852.1nm不可见光的折射率，想要保证工作的准确很困难，也即很难使波长为852.1nm的不可见光在平行光管发出保持平行，也很难使接收的平行光管的分化板像清晰。
目前，测试光学材料对波长852.1nm不可见光的折射率需要利用测角仪进行测量。但是，测角仪对测试样品的规格要求较高，加工该规格的测试样品一般需要花费3～4天时间，因此无法满足日常生产的光学材料对波长852.1nm不可见光的折射率的测试需要。此外，对于精密压型的光学元件是无法按测角仪测试样品尺寸进行加工的，因此利用测角仪无法对其测量。
发明内容
本发明提供了一种V棱镜折光仪，旨在解决现有的V棱镜折光仪难以测试光学材料对波长852.1nm光的折射率的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：V棱镜折光仪，包括平行光管物镜和望远镜物镜，还包括可见光及近红外兼容的CCD；
所述平行光管物镜和望远镜物镜组成的物镜系统在测试波长为706.5nm的可见光及波长为852.1nm的不可见光时，能够满足光学材料折射率测试对光的平行性要求；
所述CCD用于接收平行光管的分划板像。
本发明还提供了一种测试光学材料对波长852.1nm光的折射率的方法，旨在解决现有利用测角仪测试光学材料对波长852.1nm不可见光的折射率的效率较低的问题。
测试光学材料对波长852.1nm光的折射率的方法，该方法采用V棱镜折光仪进行测试，包括下列步骤：
步骤一，重新设计平行光管物镜和望远镜物镜，使得新设计的平行光管物镜和望远镜物镜组成的物镜系统在测试波长为706.5nm的可见光及波长为852.1nm的不可见光时，能够满足光学材料折射率测试对光的平行性要求；
步骤二，先将新设计的平行光管物镜和望远镜物镜安装到V棱镜折光仪上，替换掉V棱镜折光仪上原有的平行光管物镜和望远镜物镜；然后，利用波长为706.5nm的红光对替换后的V棱镜折光仪进行调试，使分划板位置准确位于平行光管物镜的焦点上，并调节目镜使望远镜物镜接收到的红光的分划板像清晰；
步骤三，将可见光及近红外兼容的CCD安装到调试好的V棱镜折光仪上，使用CCD接收平行光管的分划板像；
步骤四，将测试样品放置到安装了CCD的V棱镜折光仪的V棱镜上，利用波长为852.1nm的不可见光对测试样品进行测试，得到光束从V棱镜最后一面出射时的偏折角θ；利用以下公式计算出测试样品对波长为852.1nm的不可见光的折射率n；
公式：
其中，n0为V棱镜的折射率。
本发明的有益效果是：该V棱镜折光仪所具有的平行光管物镜和望远镜物镜，能够使得光学材料对波长852.1nm光的折射率进行测试时波长为852.1nm的不可见光平行光管发出保持平行，并采用了可见光及近红外兼容的CCD对平行光管的分划板像进行接收，因此保证接收到的平行光管的分化板像清晰，进而准确测出光束从V棱镜最后一面出射时的偏折角，从而计算出所测光学材料对波长为852.1nm的不可见光的折射率，测试结果准确，且效率较高。利用该测试光学材料对波长852.1nm光的折射率的方法进行测试时，对测试样品的规格要求不高，满足现有V棱镜折光仪对测试样品的要求即可，因此无需花费过多的时间加工测试样品，测试效率较高，能够满足日常生产的光学材料对波长852.1nm不可见光的折射率的测试需要；而且，该方法能够对精密压型的光学元件进行波长为852.1nm的不可见光的折射率测试。
具体实施方式
V棱镜折光仪，包括平行光管物镜和望远镜物镜，还包括可见光及近红外兼容的CCD；
所述平行光管物镜和望远镜物镜组成的物镜系统在测试波长为706.5nm的可见光及波长为852.1nm的不可见光时，能够满足光学材料折射率测试对光的平行性要求；
所述CCD用于接收平行光管的分划板像。
该V棱镜折光仪的其他零部件与现有的V棱镜折光仪相同，仅对平行光管物镜和望远镜物镜进行了重新设计，使它们组成的物镜系统在测试波长为706.5nm的可见光及波长为852.1nm的不可见光时，能够满足光学材料折射率测试对光的平行性要求；其中，该V棱镜折光仪的其他零部件，平行光管物镜和望远镜物镜如何按照要求设计，以及光学材料折射率测试对光的平行性要求，均为本领域技术人员熟知技术及技术要求，此不赘述。
CCD为电荷耦合器，是其英文名称Charge-Coupled Device的简称；CCD用于接收平行光管的分划板像，其在该V棱镜折光仪中的安装位置以能够准确接收平行光管的分划板像为准，本领域技术人员根据该要求即可知晓如何对其进行安装。
该V棱镜折光仪所具有的平行光管物镜和望远镜物镜，能够使得光学材料对波长852.1nm光的折射率进行测试时波长为852.1nm的不可见光平行光管发出保持平行，并采用了可见光及近红外兼容的CCD对平行光管的分划板像进行接收，因此保证接收到的平行光管发出的可见和不可见光的分化板像清晰，进而准确测出光束从V棱镜最后一面出射时的偏折角，从而计算出所测光学材料对波长为852.1nm的不可见光的折射率，测试结果准确，且效率较高。
测试光学材料对波长852.1nm光的折射率的方法，该方法采用现有的V棱镜折光仪进行测试，包括下列步骤：
步骤一，重新设计平行光管物镜和望远镜物镜，使得新设计的平行光管物镜和望远镜物镜组成的物镜系统在测试波长为706.5nm的可见光及波长为852.1nm的不可见光时，能够满足光学材料折射率测试对光的平行性要求；该步骤中重新设计平行光管物镜和望远镜物镜对波长为706.5nm的可见光及波长为852.1nm的不可见光同时很好的测试平行光束，也即物镜系统在这两个波长光下工作具有很好的平行性；
步骤二，先将新设计的平行光管物镜和望远镜物镜安装到V棱镜折光仪上，替换掉V棱镜折光仪上原有的平行光管物镜和望远镜物镜；然后，利用波长为706.5nm的红光对替换后的V棱镜折光仪进行调试，使分划板位置准确位于平行光管物镜的焦点上，并调节目镜使望远镜物镜接收到的红光的分划板像清晰；由于是对平行光管物镜和望远镜物镜同时基于波长为706.5nm的可见光及波长为852.1nm的不可见光进行设计，因此若根据波长为706.5nm的可见光将仪器调试好，在测试波长为852.1nm的不可见光时，也能保证发出较好的平行光；
步骤三，将可见光及近红外兼容的CCD安装到调试好的V棱镜折光仪上，使用CCD接收平行光管的分划板像；
步骤四，将测试样品放置到安装了CCD的V棱镜折光仪的V棱镜上，利用波长为852.1nm的不可见光对测试样品进行测试，得到光束从V棱镜最后一面出射时的偏折角θ；利用以下公式计算出测试样品对波长为852.1nm的不可见光的折射率n；
公式：
其中，n0为V棱镜的折射率。
利用该测试光学材料对波长852.1nm光的折射率的方法进行测试时，对测试样品的规格要求不高，满足现有V棱镜折光仪对测试样品的要求即可，因此无需花费过多的时间加工测试样品，测试效率较高，能够满足日常生产的光学材料对波长852.1nm不可见光的折射率的测试需要；而且，该方法能够对精密压型的光学元件进行波长为852.1nm的不可见光的折射率测试。

Claims (2)

1.V棱镜折光仪，包括平行光管物镜和望远镜物镜，其特征在于：还包括可见光及近红外兼容的CCD；
所述平行光管物镜和望远镜物镜组成的物镜系统在测试波长为706.5nm的可见光及波长为852.1nm的不可见光时，能够满足光学材料折射率测试对光的平行性要求；
所述CCD用于接收平行光管的分划板像。
2.测试光学材料对波长852.1nm光的折射率的方法，该方法采用V棱镜折光仪进行测试，其特征在于，包括下列步骤：
步骤一，重新设计平行光管物镜和望远镜物镜，使得新设计的平行光管物镜和望远镜物镜组成的物镜系统在测试波长为706.5nm的可见光及波长为852.1nm的不可见光时，能够满足光学材料折射率测试对光的平行性要求；
步骤二，先将新设计的平行光管物镜和望远镜物镜安装到V棱镜折光仪上，替换掉V棱镜折光仪上原有的平行光管物镜和望远镜物镜；然后，利用波长为706.5nm的红光对替换后的V棱镜折光仪进行调试，使分划板位置准确位于平行光管物镜的焦点上，并调节目镜使望远镜物镜接收到的红光的分划板像清晰；
步骤三，将可见光及近红外兼容的CCD安装到调试好的V棱镜折光仪上，使用CCD接收平行光管的分划板像；
步骤四，将测试样品放置到安装了CCD的V棱镜折光仪的V棱镜上，利用波长为852.1nm的不可见光对测试样品进行测试，得到光束从V棱镜最后一面出射时的偏折角θ；利用以下公式计算出测试样品对波长为852.1nm的不可见光的折射率n；
公式：
其中，n0为V棱镜的折射率。
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