CN2605569Y

CN2605569Y - 半自动v棱镜折射仪

Info

Publication number: CN2605569Y
Application number: CN 03233523
Authority: CN
Inventors: 胡熔; 蒋智强
Original assignee: GUANGMING PHOTOELECTRIC INFORM
Current assignee: Chengdu Guangming Optoelectronics Co Ltd
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-03-03
Anticipated expiration: 2013-03-14

Abstract

本实用新型提供了一种半自动V棱镜折射仪，它沿光路包括光源、聚光镜、滤光片、矩形光栏分化板、物镜、玻璃V形凹块、棱镜反射镜、望远物镜、分划板、目镜、照相物镜、CCD、显示器，在玻璃V形凹块一侧有光栅度盘，在光栅度盘下连接了编码器和计算机。本实用新型利用了用V棱镜折射原理测量物体折射率的原理，用光栅度盘取代了原来的光学度盘，通过CCD成像技术把瞄准像放大呈现在显示屏上，使瞄准容易、准确、快速，在不提高被测样品加工要求的条件下，有效的提高了测试精度、测试速度和测试范围。

Description

半自动V棱镜折射仪

技术领域

本实用新型涉及一种光学仪器，特别是涉及一种半自动V棱镜折射仪。

背景技术

目前在光学领域广泛使用的V棱镜折射率测试仪，由于具有测试样品加工制作和仪器结构简单等独特优势，所以一直是全球光学材料折射率常规高精度测试的主要仪器。但是，由于V棱镜折射率测试仪所采用的光学度盘的测角精度仅为10秒，因此折射率的测量精度比较低，为±(3～5)×10⁵，并且测试数据需要大量人工记录，另外，由于这种仪器采用望远镜，由人眼通过目镜在分划板直接瞄准读数显微镜，操作人员长时间工作，容易产生视力疲劳，而且不同的操作人员会产生较大的主观误差。近十多年来随着光学产业的发展，光学材料的大规模生产和光学产品的大规模加工都迫切需要一个折射率测试速度更快、测试精度更高的手段。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种测试精度高、测试速度快、能减轻操作人员的劳动强度的半自动V棱镜折射仪。

本实用新型解决技术问题的技术方案是：一种半自动V棱镜折射仪，沿光路包括光源、聚光镜、滤光片、矩形光栏分化板、物镜、玻璃V形凹块、棱镜反射镜、望远物镜、分化板、目镜、照相物镜、CCD、显示器，在玻璃V形凹块一侧有光栅度盘，在光栅度盘下连接了编码器和计算机。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用了V棱镜折射仪测量物体折射率的原理，尽量保留了原V棱镜折射仪成熟的光路设计，用光栅度盘取代了原来的光学度盘，通过CCD成像技术把瞄准像放大呈现在显示屏上，使瞄准容易、准确、快速，在不提高被测样品加工要求的条件下，有效地提高了测试精度、测试速度和测试范围。

附图说明

图1是V棱镜折射仪的示意图。

图2是半自动V棱镜折射仪的示意图。

图中构件名称及序号如下：光源1、聚光镜2、滤光片3、矩形光栏分化板4、物镜5、玻璃V形凹块6、被测样品7、棱镜反射镜8、望远物镜9、分化板10、目镜11、光学度盘12、测微目镜13、照相物镜14、CCD 15、显示器或监视器16、光栅度盘17、编码器18、计算机19、打印机20。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

现在广泛使用的V棱镜折射率测试仪的示意图如图1所示，光线由光源1经聚光镜2通过滤光片3会聚到矩形光栏分化板4上，矩形光栏分化板4上的矩形光栏中央有一条微米级的细刻线位于物镜5的焦平面上，矩形光栏分化板4和物镜5组成平行光管系统，矩形光栏分化板4上的细刻线经物镜5成像并通过玻璃V形凹块6、被测样品7发生偏折后，再通过棱镜反射镜8、望远物镜9后，细刻线成像在分化板10上。分化板10上刻有两条平行的细刻线，棱镜反射镜8、望远物镜9、分化板10、目镜11组成望远系统与光学度盘12联动，光学度盘12安装在玻璃V形凹块一侧，望远系统光轴与度盘12的转轴平行，并可以以光学度盘12的转轴为中心随光学度盘12一起转动。当被测样品7的折射率与玻璃V形凹块6一致时，光线经过玻璃V形凹块6、被测样品7时不发生偏折，此时人眼通过目镜11观察到矩形光栏分化板4上的细刻线位于分化板10上的双刻线中央，人眼通过测微目镜13读出光学度盘12的读数为零，当被测样品与玻璃V形凹块折射率不一致时转动平行光管，通过目镜11观察使细刻线被双刻线相夹，从测微目镜13读出光学度盘12的角度值，根据下式计算出被测样品的折射率值：

n^{2} = n_{0}^{2} &PlusMinus; \sin θ \sqrt{n_{0}^{2} - \sin^{2} θ}

其中：n为被测样品折射率值，θ为光学度盘的角度值，n₀为玻璃V形凹块折射率值。

本实用新型的示意图如图2所示，沿光路有光源1、聚光镜2、滤光片3、矩形光栏分化板4、物镜5、玻璃V形凹块6、被测样品7、棱镜反射镜8、望远物镜9、分化板10、目镜11、照相物镜14、CCD 15、显示器或监视器16，在玻璃V形凹块一侧安装光栅度盘17，由编码器18、计算机19、打印机20实现测试数据实时采集、处理、显示、打印。本实用新型将光学度盘改用光栅度盘17，并由编码器18和计算机19直接采读角度值，自动计算处理。本实用新型还通过照相物镜14把矩形光栏分化板4上的细刻线和分化板10上的双刻线充分放大，提高对准灵敏度，并利用CCD15有比人眼高得多的感光度的优点，把对准像传送到显示器或监视器16上用人眼对准。

适当增大由望远物镜9、分化板10、目镜11所组成的望远系统的放大倍率，例如放大率增加到10倍，将CCD15前的照相物镜14的焦距大于8mm，例如为16mm，使对准像得到满足要求的充分放大，适当加长望远系统与光栅度盘17连接的臂长，使望远系统绕光栅度盘17的转轴所形成的弧长增大，例如臂长由80mm增加到160mm，以长一倍的弧度量同一角度，对准灵敏度又成倍提高。当CCD15把对准像传送到显示屏上，由于对准像放大四倍以上、对准灵敏度又提高了一倍，所以通过手动调节光栅度盘17，在几秒钟内就能完成对准。光栅度盘17与编码器18、计算机19联机，测试的角度值通过标准接口由计算机采集并进行数据处理，实时显示测试数据，所以快速对准后能立即得到测试结果并打印测试报告。CCD15选用光谱范围宽、灵敏度高的型号，例如CCD选用波长为360nm～1050nm、感光灵敏度为0.1Lux的型号。CCD15比人眼可视范围大得多，能看到近红外、近紫外区域，CCD15还有比人眼高得多的灵敏度，对提高测试精度和扩大测试范围起到了决定性的因素。光栅度盘17可选用2秒精度的型号。

当本实用新型对同一样品进行d、c、f等谱线的折射率Nd、Nc、Nf分别测量后，计算机会自动计算部分色散和相对色散系数。

本实用新型经过实际操作，测试速度能达到每小时完成200个以上的样品测试，重复测试精度达到1.5×10^-5。

本实用新型是对V棱镜折射率测试仪的一种改进，利用V棱镜折射原理测量物体折射率色散系数、部分色散和近红外、近紫外折射率的半自动V棱镜折射仪。它继承了传统V棱镜折射仪对样品加工要求简单，光能损失低和结构简单的优点，而又能测试传统V棱镜折射仪不能测试的近红外、近紫外谱线，具有测试精度高、测试速度快、减轻操作人员劳动强度，尽量避免主观误差的优点。

Claims

1.一种半自动V棱镜折射仪，沿光路包括光源、聚光镜、滤光片、矩形光栏分化板、物镜、玻璃V形凹块、棱镜反射镜、望远物镜、分化板、目镜，其特征在于：沿光路在目镜后还有照相物镜、CCD、显示器，在玻璃V形凹块一侧有光栅度盘，在所述光栅度盘下连接了编码器和计算机。

2.按照权利要求1所述的半自动V棱镜折射仪，其特征在于：所述矩形光栏分化板上有一条微米级的细刻线位于物镜的焦平面上，分化板上刻有两条平行的细刻线。

3.按照权利要求1或2所述的半自动V棱镜折射仪，其特征在于：所述CCD选用波长为360nm～1050nm、感光灵敏度为0.1 Lux的型号，所述光栅度盘选用2秒精度的型号。

4.按照权利要求1或2所述的半自动V棱镜折射仪，其特征在于：所述计算机下连接了打印机。

5.按照权利要求1所述的半自动V棱镜折射仪，其特征在于：由监视器代替所述显示器。