JPH0518893A - 屈折率測定装置 - Google Patents
屈折率測定装置Info
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- JPH0518893A JPH0518893A JP3172385A JP17238591A JPH0518893A JP H0518893 A JPH0518893 A JP H0518893A JP 3172385 A JP3172385 A JP 3172385A JP 17238591 A JP17238591 A JP 17238591A JP H0518893 A JPH0518893 A JP H0518893A
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- Japan
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- refractive index
- spectroscope
- lens
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学ガラス等の透過素子の屈折率を測定する
屈折率測定装置に関し、任意の波長においてその波長の
屈折率を容易に測定でき、連続的な波長の変化に対応し
た屈折率を測定できる屈折率測定装置を提供することを
目的とする。 【構成】 白色光源と、光源からの光を平行光にするコ
リメ−トレンズと、コリメートレンズからの平行光が入
射し測定試料となるくさび形状の光学素子と、測定試料
より射出する光を集光する集光光学系と、集光光学系に
よる収束光の集光位置に配置された入射スリットと一次
元方向にその位置検出が可能な位置検出用受光素子とを
備えた分光器とを具備し、分光器が集光光学系の光軸に
垂直で、かつ測定試料くさび面内方向に移動可能であ
る。これにより、精度よく屈折率の測定を行なうことが
でき、波長による屈折率の変化を連続的に測定すること
ができる。
屈折率測定装置に関し、任意の波長においてその波長の
屈折率を容易に測定でき、連続的な波長の変化に対応し
た屈折率を測定できる屈折率測定装置を提供することを
目的とする。 【構成】 白色光源と、光源からの光を平行光にするコ
リメ−トレンズと、コリメートレンズからの平行光が入
射し測定試料となるくさび形状の光学素子と、測定試料
より射出する光を集光する集光光学系と、集光光学系に
よる収束光の集光位置に配置された入射スリットと一次
元方向にその位置検出が可能な位置検出用受光素子とを
備えた分光器とを具備し、分光器が集光光学系の光軸に
垂直で、かつ測定試料くさび面内方向に移動可能であ
る。これにより、精度よく屈折率の測定を行なうことが
でき、波長による屈折率の変化を連続的に測定すること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学ガラス等の透過素
子の屈折率を測定する屈折率測定装置に関するものであ
る。
子の屈折率を測定する屈折率測定装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、高精度な屈折率測定法としては、
光学的測定法ハンドブック（朝倉書店、Ｐ４７４−４７
５）に記載されたアッベのオ−トコリメ−ション法によ
る構成が知られている。
光学的測定法ハンドブック（朝倉書店、Ｐ４７４−４７
５）に記載されたアッベのオ−トコリメ−ション法によ
る構成が知られている。
【０００３】以下、図面を参照しながら上記従来の屈折
率測定装置について説明する。図３は従来の屈折率測定
装置を示すものである。
率測定装置について説明する。図３は従来の屈折率測定
装置を示すものである。
【０００４】図３において、１０１はゴニオメ−タ−、
１０２はくさび型試料プリズム、１０３は望遠鏡Ａ、１
０４は望遠鏡Ｂである。
１０２はくさび型試料プリズム、１０３は望遠鏡Ａ、１
０４は望遠鏡Ｂである。
【０００５】以上のように構成された屈折率測定装置に
ついて、以下その動作について説明する。図３におい
て、ゴニオメ−タ−１０１の回転中心にセットされた頂
角ψのくさび型試料プリズム１０２のＡＢ面をゴニオメ
−タ−１０１上に設置された望遠鏡Ａ１０３にて観測
し、オ−トコリメ−ション法にて望遠鏡Ａ１０３の光軸
をくさび型試料プリズム１０２のＡＢ面に垂直になるよ
うに、ゴニオメ−タ−１０１を調整する。さらに同様な
方法で、望遠鏡Ｂ１０４の光軸がくさび型試料プリズム
１０２のＢＣ面に垂直になるよう、望遠鏡Ｂ１０４の光
軸を調整する。この２つの望遠鏡の光軸から、くさび型
試料プリズム１０２の頂角ψが決定される。
ついて、以下その動作について説明する。図３におい
て、ゴニオメ−タ−１０１の回転中心にセットされた頂
角ψのくさび型試料プリズム１０２のＡＢ面をゴニオメ
−タ−１０１上に設置された望遠鏡Ａ１０３にて観測
し、オ−トコリメ−ション法にて望遠鏡Ａ１０３の光軸
をくさび型試料プリズム１０２のＡＢ面に垂直になるよ
うに、ゴニオメ−タ−１０１を調整する。さらに同様な
方法で、望遠鏡Ｂ１０４の光軸がくさび型試料プリズム
１０２のＢＣ面に垂直になるよう、望遠鏡Ｂ１０４の光
軸を調整する。この２つの望遠鏡の光軸から、くさび型
試料プリズム１０２の頂角ψが決定される。
【０００６】さらに、望遠鏡Ｂ１０４よりくさび型試料
プリズ１０２のＢＣ面とＡＢ面を透過した透過光による
像に望遠鏡Ａの光軸をあわせるようゴニオメ−タ−１０
１を調整すると、このときのゴニオメ−タ−１０１の移
動角θがくさび型試料プリズ１０２のＡＢ面に対する射
出角となる。このときの射出角θと入射角ψの測定値よ
り、測定状態の大気の屈折率をＮＡとすると、くさび型
試料屈折率Ｎは、次式により求められる。
プリズ１０２のＢＣ面とＡＢ面を透過した透過光による
像に望遠鏡Ａの光軸をあわせるようゴニオメ−タ−１０
１を調整すると、このときのゴニオメ−タ−１０１の移
動角θがくさび型試料プリズ１０２のＡＢ面に対する射
出角となる。このときの射出角θと入射角ψの測定値よ
り、測定状態の大気の屈折率をＮＡとすると、くさび型
試料屈折率Ｎは、次式により求められる。
【０００７】
【数１】
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の図３に示す構成では、くさび型試料プリズムの屈折率
には波長による分散があるため、厳密な測定をしようと
する場合、測定光に干渉フィルタ−を設置するか、ある
いは単色光であるレ−ザを用いなければならないため、
干渉フィルタ−あるいはレ−ザの種類数しか屈折率を測
定できないという欠点があった。
の図３に示す構成では、くさび型試料プリズムの屈折率
には波長による分散があるため、厳密な測定をしようと
する場合、測定光に干渉フィルタ−を設置するか、ある
いは単色光であるレ−ザを用いなければならないため、
干渉フィルタ−あるいはレ−ザの種類数しか屈折率を測
定できないという欠点があった。
【０００９】そこで、本発明は、任意の波長においても
その波長の屈折率を容易に測定でき、さらに連続的な波
長の変化に対応した屈折率を測定できる屈折率測定装置
を提供することを目的とする。
その波長の屈折率を容易に測定でき、さらに連続的な波
長の変化に対応した屈折率を測定できる屈折率測定装置
を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、白色光を発光する光源と、前記光源からの
出射光を平行光にするためのコリメ−トレンズと、測定
試料となるくさび形状をした光学素子と、前記測定試料
より射出する射出光を集光するための集光光学系と、前
記集光光学系による収束光の集光位置に入射スリット位
置が設置され、一次元方向にその位置検出が可能な位置
検出用受光素子を備えた分光器から構成され、前記分光
器が前記集光光学系の光軸に垂直で、かつ測定試料くさ
び面内方向に移動可能であることを特徴としている。
に本発明は、白色光を発光する光源と、前記光源からの
出射光を平行光にするためのコリメ−トレンズと、測定
試料となるくさび形状をした光学素子と、前記測定試料
より射出する射出光を集光するための集光光学系と、前
記集光光学系による収束光の集光位置に入射スリット位
置が設置され、一次元方向にその位置検出が可能な位置
検出用受光素子を備えた分光器から構成され、前記分光
器が前記集光光学系の光軸に垂直で、かつ測定試料くさ
び面内方向に移動可能であることを特徴としている。
【００１１】
【作用】本発明は上記構成によって、くさび型試料から
の射出角を集光レンズ後方の分光器入射スリットの光軸
方向の移動量より測定を行い、そのときの波長を分光器
の分光方向位置検出用受光素子によりモニタリングして
いるため、測定試料の波長による屈折率の変化を連続的
に測定することができる。
の射出角を集光レンズ後方の分光器入射スリットの光軸
方向の移動量より測定を行い、そのときの波長を分光器
の分光方向位置検出用受光素子によりモニタリングして
いるため、測定試料の波長による屈折率の変化を連続的
に測定することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１３】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施
例の光路断面図である。図１において、１は白色光ラン
プ、２はコンデンサレンズ、３はピンホ−ル、４はコリ
メ−トレンズ、５は測定試料、６は回転ステ−ジ、７は
集光レンズ、８は分光器入射スリット、９は凹面鏡、１
０は平面グレ−ティング、１１は位置検出用受光素子、
１２は分光器、１３は移動ステ−ジである。
例の光路断面図である。図１において、１は白色光ラン
プ、２はコンデンサレンズ、３はピンホ−ル、４はコリ
メ−トレンズ、５は測定試料、６は回転ステ−ジ、７は
集光レンズ、８は分光器入射スリット、９は凹面鏡、１
０は平面グレ−ティング、１１は位置検出用受光素子、
１２は分光器、１３は移動ステ−ジである。
【００１４】以上の構成において、以下、その動作につ
いて説明する。白色光ランプ１より発光する光は、コン
デンサレンズ２により、ピンホ−ル３上に結像し、さら
にピンホ−ル３からの射出光はコリメ−トレンズ４によ
り平行光に変換され、頂角ψのくさび型をした測定試料
５に入射する。このとき、測定試料５のＡＢ面はコリメ
−トレンズ２とピンホ−ル３とからなる光軸に垂直とな
るよう、オ−トコリメ−ション法により回転ステ−ジ６
を用い調整してある。
いて説明する。白色光ランプ１より発光する光は、コン
デンサレンズ２により、ピンホ−ル３上に結像し、さら
にピンホ−ル３からの射出光はコリメ−トレンズ４によ
り平行光に変換され、頂角ψのくさび型をした測定試料
５に入射する。このとき、測定試料５のＡＢ面はコリメ
−トレンズ２とピンホ−ル３とからなる光軸に垂直とな
るよう、オ−トコリメ−ション法により回転ステ−ジ６
を用い調整してある。
【００１５】次に、測定試料５のＢＣ面より射出角θに
て射出した光は、集光レンズ７より、分光器入射スリッ
ト８上に集光レンズ光軸からの距離Ｙにて集光する。こ
のとき、集光レンズ７の光軸はコンデンサレンズ２とピ
ンホ−ル３による光軸とあらかじめ角度αにて設置して
ある。さらに分光器スリット８からの射出光は凹面鏡
９、平面グレ−ティング１０、凹面鏡９によりそれぞれ
反射、回折され、位置検出用受光素子１１上に再び結像
する。また、入射スリット８、凹面鏡９、平面グレ−テ
ィング１０、位置検出用受光素子１１からなる分光器１
２は、集光レンズ７の光軸に垂直方向で測定試料５のく
さび面内方向に移動可能な移動ステ−ジ１３上に配置さ
れている。
て射出した光は、集光レンズ７より、分光器入射スリッ
ト８上に集光レンズ光軸からの距離Ｙにて集光する。こ
のとき、集光レンズ７の光軸はコンデンサレンズ２とピ
ンホ−ル３による光軸とあらかじめ角度αにて設置して
ある。さらに分光器スリット８からの射出光は凹面鏡
９、平面グレ−ティング１０、凹面鏡９によりそれぞれ
反射、回折され、位置検出用受光素子１１上に再び結像
する。また、入射スリット８、凹面鏡９、平面グレ−テ
ィング１０、位置検出用受光素子１１からなる分光器１
２は、集光レンズ７の光軸に垂直方向で測定試料５のく
さび面内方向に移動可能な移動ステ−ジ１３上に配置さ
れている。
【００１６】以上のような構成において、集光レンズ７
の光軸から分光器入射スリットまでの距離Ｙを、移動ス
テ−ジの移動量から計測することにより、集光レンズ７
の焦点距離ｆと設定角度α、ψより、測定試料ＢＣ面か
らの射出角θは次式により算出される。
の光軸から分光器入射スリットまでの距離Ｙを、移動ス
テ−ジの移動量から計測することにより、集光レンズ７
の焦点距離ｆと設定角度α、ψより、測定試料ＢＣ面か
らの射出角θは次式により算出される。
【００１７】
【数２】
【００１８】この射出角θと測定試料５の頂角ψより、
測定試料５の屈折率Ｎは測定状態の大気の屈折率をＮＡ
とすると次式により算出できる。
測定試料５の屈折率Ｎは測定状態の大気の屈折率をＮＡ
とすると次式により算出できる。
【００１９】
【数３】
【００２０】さらに、前記測定の屈折率に対応する波長
は、分光器１２での位置検出用受光素子１１上に結像す
る入射スリット像の重心位置から容易に求めることがで
きる。
は、分光器１２での位置検出用受光素子１１上に結像す
る入射スリット像の重心位置から容易に求めることがで
きる。
【００２１】また、移動ステ−ジを移動させ、集光レン
ズ７の光軸と分光器入射スリット８の距離Ｙとそのとき
の分光器１２での位置検出用受光素子１１上での重心位
置を測定することにより、測定試料５の屈折率Ｎとその
ときの測定波長を順次測定することができる。また、分
光器のグレ−ティング１０の格子常数及び凹面鏡９の焦
点距離を変化させることより、測定波長の測定精度を高
くでき、また集光レンズの焦点距離を長くすることによ
り、屈折率の測定精度を高くできる。
ズ７の光軸と分光器入射スリット８の距離Ｙとそのとき
の分光器１２での位置検出用受光素子１１上での重心位
置を測定することにより、測定試料５の屈折率Ｎとその
ときの測定波長を順次測定することができる。また、分
光器のグレ−ティング１０の格子常数及び凹面鏡９の焦
点距離を変化させることより、測定波長の測定精度を高
くでき、また集光レンズの焦点距離を長くすることによ
り、屈折率の測定精度を高くできる。
【００２２】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
について説明する。
について説明する。
【００２３】図２は、本発明の第２１の実施例の光路断
面図である。本実施例においては、上記第１の実施例と
同一部分については同一符号を付してその説明を省略
し、異なる構成について説明する。
面図である。本実施例においては、上記第１の実施例と
同一部分については同一符号を付してその説明を省略
し、異なる構成について説明する。
【００２４】本実施例の特徴とするところは、図２に示
すように、集光光学系１７を凹面鏡１４、凸面鏡１５の
構成からなるカセグレイン反射光学系としたことにあ
る。
すように、集光光学系１７を凹面鏡１４、凸面鏡１５の
構成からなるカセグレイン反射光学系としたことにあ
る。
【００２５】以上の構成において、以下、その動作につ
いて説明する。白色光ランプ１より発光する光は、コン
デンサレンズ２により、ピンホ−ル３上に結像し、さら
にピンホ−ル３からの射出光はコリメ−トレンズ４によ
り平行光に変換され、頂角ψのくさび型をした測定試料
５に入射する。このとき、測定試料５のＡＢ面はコリメ
−トレンズ２とピンホ−ル３とからなる光軸に垂直とな
るよう、オ−トコリメ−ション法により回転ステ−ジ６
を用い調整してある。
いて説明する。白色光ランプ１より発光する光は、コン
デンサレンズ２により、ピンホ−ル３上に結像し、さら
にピンホ−ル３からの射出光はコリメ−トレンズ４によ
り平行光に変換され、頂角ψのくさび型をした測定試料
５に入射する。このとき、測定試料５のＡＢ面はコリメ
−トレンズ２とピンホ−ル３とからなる光軸に垂直とな
るよう、オ−トコリメ−ション法により回転ステ−ジ６
を用い調整してある。
【００２６】次に、測定試料５のＢＣ面より射出角θに
て射出した光は、凹面鏡１４、凸面鏡１５からなるカセ
グイレン型反射光学系より、分光器入射スリット８上に
集光レンズ光軸からの距離Ｙにて集光する。このとき、
集光光学系１７の光軸はコンデンサレンズ２とピンホ−
ル３による光軸とあらかじめ角度αにて設置してある。
さらに分光器スリット８からの射出光は凹面鏡９、平面
グレ−ティング１０、凹面鏡９によりそれぞれ反射、回
折され、位置検出用受光素子１１上に再び結像する。ま
た、入射スリット８、凹面鏡９、平面グレ−ティング１
０、位置検出用受光素子１１からなる分光器１２は、集
光光学系１７の光軸に垂直方向で測定試料５のくさび面
内方向に移動可能な移動ステ−ジ１３上に配置されてい
る。
て射出した光は、凹面鏡１４、凸面鏡１５からなるカセ
グイレン型反射光学系より、分光器入射スリット８上に
集光レンズ光軸からの距離Ｙにて集光する。このとき、
集光光学系１７の光軸はコンデンサレンズ２とピンホ−
ル３による光軸とあらかじめ角度αにて設置してある。
さらに分光器スリット８からの射出光は凹面鏡９、平面
グレ−ティング１０、凹面鏡９によりそれぞれ反射、回
折され、位置検出用受光素子１１上に再び結像する。ま
た、入射スリット８、凹面鏡９、平面グレ−ティング１
０、位置検出用受光素子１１からなる分光器１２は、集
光光学系１７の光軸に垂直方向で測定試料５のくさび面
内方向に移動可能な移動ステ−ジ１３上に配置されてい
る。
【００２７】以上のような構成において、集光光学系１
７を凹面鏡１４、凸面鏡１５のカセグレイン型反射光学
系にすることにより、集光光学系による倍率の色収差を
防止することができる。
７を凹面鏡１４、凸面鏡１５のカセグレイン型反射光学
系にすることにより、集光光学系による倍率の色収差を
防止することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明は、くさび型試料か
らの射出角を集光レンズ後方の分光器入射スリットの光
軸方向の移動量より測定を行うことにより、精度よく屈
折率の測定を行なうことができ、さらにそのときの波長
を分光器の分光方向位置検出用受光素子によりモニタリ
ングしているため、測定試料の波長による屈折率の変化
を連続的に測定することができる。
らの射出角を集光レンズ後方の分光器入射スリットの光
軸方向の移動量より測定を行うことにより、精度よく屈
折率の測定を行なうことができ、さらにそのときの波長
を分光器の分光方向位置検出用受光素子によりモニタリ
ングしているため、測定試料の波長による屈折率の変化
を連続的に測定することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の光路断面図
【図２】本発明の第２の実施例の光路断面図
【図３】従来の屈折率測定装置を示す光路断面図
１ 白色光ランプ ２ コンデンサレンズ ３ ピンホ−ル ４ コリメ−トレンズ ５ 測定試料 ６ 回転ステ−ジ ７ 集光レンズ ８ 分光器入射スリット ９ 凹面鏡 １０ 平面グレ−ティング １１ 位置検出用受光素子 １２ 分光器 １３ 移動ステ−ジ １４ 凹面鏡 １５ 凸面鏡 １７ 集光光学系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田部 哲夫 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 高橋 庄三 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 木戸 省一 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 白色光を発光する光源と、前記光源から
の出射光を平行光にするためのコリメ−トレンズと、前
記コリメートレンズから射出した平行光が入射し測定試
料となるくさび形状をした光学素子と、前記測定試料よ
り射出する射出光を集光するための集光光学系とを有す
る屈折率測定装置であって、前記集光光学系による収束
光の集光位置に配置された入射スリットと一次元方向に
その位置検出が可能な位置検出用受光素子とを備えた分
光器を具備し、前記分光器が前記集光光学系の光軸に垂
直で、かつ測定試料くさび面内方向に移動可能である屈
折率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3172385A JPH0518893A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 屈折率測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3172385A JPH0518893A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 屈折率測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0518893A true JPH0518893A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=15940941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3172385A Pending JPH0518893A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 屈折率測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0518893A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100414663B1 (ko) * | 2002-01-18 | 2004-01-07 | 기세희 | 빛의 진행경로를 쉽게 관찰할 수 있는 실험장치 |
| JP2009250889A (ja) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Nikon Corp | 屈折率測定方法、分散測定方法、屈折率測定装置、及び分散測定装置 |
| WO2012033341A2 (ko) * | 2010-09-08 | 2012-03-15 | 광주과학기술원 | 초점 이탈 이미징을 이용한 미세 굴절계 |
| JP2020067344A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 国立大学法人埼玉大学 | 光学特性測定装置 |
| JP2022126835A (ja) * | 2018-10-23 | 2022-08-30 | 国立大学法人埼玉大学 | 光学特性測定装置 |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP3172385A patent/JPH0518893A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100414663B1 (ko) * | 2002-01-18 | 2004-01-07 | 기세희 | 빛의 진행경로를 쉽게 관찰할 수 있는 실험장치 |
| JP2009250889A (ja) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Nikon Corp | 屈折率測定方法、分散測定方法、屈折率測定装置、及び分散測定装置 |
| WO2012033341A2 (ko) * | 2010-09-08 | 2012-03-15 | 광주과학기술원 | 초점 이탈 이미징을 이용한 미세 굴절계 |
| KR101141099B1 (ko) * | 2010-09-08 | 2012-05-02 | 광주과학기술원 | 초점 이탈 이미징을 이용한 미세 굴절계 |
| WO2012033341A3 (ko) * | 2010-09-08 | 2012-05-03 | 광주과학기술원 | 초점 이탈 이미징을 이용한 미세 굴절계 |
| JP2020067344A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 国立大学法人埼玉大学 | 光学特性測定装置 |
| JP2022126835A (ja) * | 2018-10-23 | 2022-08-30 | 国立大学法人埼玉大学 | 光学特性測定装置 |
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