JPS581743B2 - 屈折率分散測定装置 - Google Patents
屈折率分散測定装置Info
- Publication number
- JPS581743B2 JPS581743B2 JP8062978A JP8062978A JPS581743B2 JP S581743 B2 JPS581743 B2 JP S581743B2 JP 8062978 A JP8062978 A JP 8062978A JP 8062978 A JP8062978 A JP 8062978A JP S581743 B2 JPS581743 B2 JP S581743B2
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- Japan
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- angle
- prism
- refractive index
- sample
- measuring device
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- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、物質の屈折率の分散をプリズム形試料を用い
て測定する屈折率分散測定装置に関するものである。
て測定する屈折率分散測定装置に関するものである。
従来のこの種の装置は、プリズムによる光の最小偏角を
測定することにより屈折率ｎを波長λの関数としてもと
め、それを微分することによって屈折率の分散ｉをもと
める方法を利用していた。
測定することにより屈折率ｎを波長λの関数としてもと
め、それを微分することによって屈折率の分散ｉをもと
める方法を利用していた。
つまり第１図のような頂角αのプリズムにおいて、角度
φ１で光が入射した時のプリズムによる光の偏角をεと
し、その他の記号を第１図に示したように定義すると、
これらの角度の間には、の関係がある。
φ１で光が入射した時のプリズムによる光の偏角をεと
し、その他の記号を第１図に示したように定義すると、
これらの角度の間には、の関係がある。
εが最小εｍｉｎになるとき、これらの式を解くと、
となり、この式を利用してｎ”＝ｎ（λ）を求める。
具体的装置として第２図に示したような装置が知られて
いる。
いる。
第２図において、１は波長可変光源、２は回転可能な試
料台、３は回転可能で、かつ回転角読み取り可能な光位
置検出器をとりつける台、４はその台３にとりつけられ
た光位置検出器、５はプリズム形の試料である。
料台、３は回転可能で、かつ回転角読み取り可能な光位
置検出器をとりつける台、４はその台３にとりつけられ
た光位置検出器、５はプリズム形の試料である。
この装置の動作は、まず波長可変光源１からの光が試料
５を通り光位置検出器４に入ると、偏角が最小になるよ
うに試料台２、台３を動かし、その時の台３の角度を読
むことによってε が求まる。
５を通り光位置検出器４に入ると、偏角が最小になるよ
うに試料台２、台３を動かし、その時の台３の角度を読
むことによってε が求まる。
この装置はｎを求めるために、ε面。とαだけの測定で
（５）式から求めることができるので便利であるが、波
長をΔλ変化させた時の屈折率の変化Δｎと角度変化Δ
ε とは同程度となり、Ｏを刀の形で高精度に求める
場合には、角度読み取り精度をよくする必要があるとい
う欠点があった。
（５）式から求めることができるので便利であるが、波
長をΔλ変化させた時の屈折率の変化Δｎと角度変化Δ
ε とは同程度となり、Ｏを刀の形で高精度に求める
場合には、角度読み取り精度をよくする必要があるとい
う欠点があった。
本発明は、上記従来例の欠点を解決するために、偏角を
読むことなく、最小偏角に近い所に固定した光位置検出
器に光が入るように試料台の方をまわし、その角を読む
ことによって波長分散値を求めるようにした屈折率分散
測定装置を提供するものである。
読むことなく、最小偏角に近い所に固定した光位置検出
器に光が入るように試料台の方をまわし、その角を読む
ことによって波長分散値を求めるようにした屈折率分散
測定装置を提供するものである。
以下、図面により実施例を詳細に説明する。
第３図は、本発明の１実施例を示したもので、１は波長
可変光源、４は光位置検出器、５は試料のプリズム、６
は回転角読み取り町能な試料台である。
可変光源、４は光位置検出器、５は試料のプリズム、６
は回転角読み取り町能な試料台である。
本実施例の動作は、まず波長可変光源からの光がプリズ
ム入射面に垂直にあたる時、試料台の読み取り角度が零
になるように調整してお匂次に試料台６をまわして、光
がプリズムによってふられる時の偏角が最小になるあた
りでこの試料台６を止め、この時の試料台６の角度φ１
を読む。
ム入射面に垂直にあたる時、試料台の読み取り角度が零
になるように調整してお匂次に試料台６をまわして、光
がプリズムによってふられる時の偏角が最小になるあた
りでこの試料台６を止め、この時の試料台６の角度φ１
を読む。
更に光位置検出器４をこの光を受ける位置に固定する。
波長可変光源１の波長をλからλ＋Δλに変化させると
、偏角が変わるが、固定した光位置検出器４を利用して
偏角が動かないように試料台６の角度φ１をΔφ１だけ
動かす。
、偏角が変わるが、固定した光位置検出器４を利用して
偏角が動かないように試料台６の角度φ１をΔφ１だけ
動かす。
このφ１とΔφ，，Δλおよびαの測定から０を求める
。
。
前述したように、プリズムによる光の屈折は（１）〜（
４）式で記述される。
４）式で記述される。
この式を波長をΔλ動かした時の変化量の形で書きなお
すと、 となる。
すと、 となる。
ここでΔφ１に関して２次項迄書いたのは、１次項の係
数が零になる近傍を考慮するからである。
数が零になる近傍を考慮するからである。
最小偏角の場合、１ ：＝＝ ｏ・・・・・・α０）で
ある。この時、（９）式はΔｎ一 ・Ｕυとなる
が、（１０）式をみたした時のαυ式の係数ａをα−６
０゜の場合、φ１の関数としてあらわしたのが第４図の
ａの曲線である。
ある。この時、（９）式はΔｎ一 ・Ｕυとなる
が、（１０）式をみたした時のαυ式の係数ａをα−６
０゜の場合、φ１の関数としてあらわしたのが第４図の
ａの曲線である。
これをみればわかるように、ａはほぼ１のオーダーの量
でありΔｎとΔεは同程度になる。
でありΔｎとΔεは同程度になる。
これに対してΔε一〇なる場合、つまり偏角が一定にな
るようにφ１を動かす場合を考えると（９）式はΔｎ−
Ａへ＋Δφ１２・・・・・匝となる。
るようにφ１を動かす場合を考えると（９）式はΔｎ−
Ａへ＋Δφ１２・・・・・匝となる。
係数ｂをα＝６０°，ｎ−１．４５０４２（溶融石英の
１．０μｍの屈折率）の場合に、φ１の関数としてあら
わしたのが第４図ｂの曲線である。
１．０μｍの屈折率）の場合に、φ１の関数としてあら
わしたのが第４図ｂの曲線である。
この第４図からｂは最小偏角条件の付近に強い共鳴があ
ることがわかる。
ることがわかる。
例えば、角度φ１が４６±５の範囲では、ｂは１０以上
である。
である。
大きなｂを利用する程、Δｎに対するΔφ１が大きくな
り、精度が向上するが、この間、Ｃは約１の値をとるの
で（Δφ）２による誤差を生じ、ｂが制限される。
り、精度が向上するが、この間、Ｃは約１の値をとるの
で（Δφ）２による誤差を生じ、ｂが制限される。
この場合、Δφ１を小さくとれば、より大きなｂを用い
ることができる。
ることができる。
例えばΔφ１〈く５度に選んだ場合、ｂ＝１０の付近が
利用でき、Δｎの精度として１０−５が要求されても（
１２）式からΔφ１の精度は０．３５分で良いことにな
る。
利用でき、Δｎの精度として１０−５が要求されても（
１２）式からΔφ１の精度は０．３５分で良いことにな
る。
具体的にφ１，Δφ１，Δλ１，αの測定から０を求め
るには、まず（ｉ） ， （２） ， （３） ， （
４）の式および（８） ， （９）の式からφ１，αを
計算しておき、また試料物質の屈折率ｎを用いてｂ，ｃ
を計算しておく。
るには、まず（ｉ） ， （２） ， （３） ， （
４）の式および（８） ， （９）の式からφ１，αを
計算しておき、また試料物質の屈折率ｎを用いてｂ，ｃ
を計算しておく。
次に、波長可変レーザではじめにλ。−±Δλのレーザ
光を出し、次にλ。
光を出し、次にλ。
＋１Δλのレーザ光に変え、偏角が変わらないようにプ
リズムを回転させ、Δφ１を測定する。
リズムを回転させ、Δφ１を測定する。
このΔλの選び方は、あらかじめ計算したｂとＣから（
Δφ１）２の誤差が無視できるようなΔφ１を与えると
いう制限のもとに、なるべく大きなΔλを選ぶ。
Δφ１）２の誤差が無視できるようなΔφ１を与えると
いう制限のもとに、なるべく大きなΔλを選ぶ。
次に、（１２）式を用いて測定したΔφ１か’１２を計
算することにより、波長λ。
算することにより、波長λ。
におけるｎを求めることができる。上記の求め方はΔｎ
をΔφ１の一次式で表わし、Ｃｌ２＋式で（Δφ１）２
を誤差として無視する方法であるが、（Δφ１）２まで
考慮して（Δφ１）３を誤差と見なし、Δｎを計算すれ
ば、より精度の向上をはかることができる。
をΔφ１の一次式で表わし、Ｃｌ２＋式で（Δφ１）２
を誤差として無視する方法であるが、（Δφ１）２まで
考慮して（Δφ１）３を誤差と見なし、Δｎを計算すれ
ば、より精度の向上をはかることができる。
なおｂ，ｃの計算においてｎの値を一定としているが、
これは第４図のｂの曲線が発散する最小偏角では誤差の
原因になる。
これは第４図のｂの曲線が発散する最小偏角では誤差の
原因になる。
しかし、実際には前記の例でｂ−１０を利用するなどの
ように、最小偏角からずれたｂを利用する。
ように、最小偏角からずれたｂを利用する。
この場合はｎを一定としたことによる誤差は小さい。
以上説明したように、本発明によれば、屈折率の分散を
測定するためにプリズム形試料を用い、最小偏角付近に
光位置検出器を置き、波長を動かした時に偏角がかわら
ないように試料台を回転することによって回転角を拡大
して測定しているので、屈折率変化を高精度に測定でき
る利点がある。
測定するためにプリズム形試料を用い、最小偏角付近に
光位置検出器を置き、波長を動かした時に偏角がかわら
ないように試料台を回転することによって回転角を拡大
して測定しているので、屈折率変化を高精度に測定でき
る利点がある。
第１図は、プリズムによる光の屈折を説明するための図
、第２図は、従来の屈折率測定装置の構成図、第３図は
、本発明の１実施例の構成図、第４図は、本発明の効果
を説明するための図である。 １・・・・・・波長可変光源、４・・・・・・光位置検
出器、５・・・・・・試料のプリズム、６・・・・・・
回転角読みとり可能な試料台。
、第２図は、従来の屈折率測定装置の構成図、第３図は
、本発明の１実施例の構成図、第４図は、本発明の効果
を説明するための図である。 １・・・・・・波長可変光源、４・・・・・・光位置検
出器、５・・・・・・試料のプリズム、６・・・・・・
回転角読みとり可能な試料台。
Claims (1)
- １ 波長可変光源と、回転角読み取り可能な試料台と、
光位置検出器とを有し、プリズムへの入射光とプリズム
からの出射光のなす角が最小偏角の近くになるように前
記波長可変光源及び前記光位置検出器を固定し、試料プ
リズムを載せた前記試料台のみを回転させることにより
試料プリズムの屈折率分散を測定することを特徴とする
屈折率分散測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8062978A JPS581743B2 (ja) | 1978-07-03 | 1978-07-03 | 屈折率分散測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8062978A JPS581743B2 (ja) | 1978-07-03 | 1978-07-03 | 屈折率分散測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS557654A JPS557654A (en) | 1980-01-19 |
| JPS581743B2 true JPS581743B2 (ja) | 1983-01-12 |
Family
ID=13723638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8062978A Expired JPS581743B2 (ja) | 1978-07-03 | 1978-07-03 | 屈折率分散測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS581743B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02244106A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-09-28 | Hitachi Ltd | 薄膜光学定数の測定方法及びそれを用いて作製した光集積回路もしくは半導体素子 |
| KR200450894Y1 (ko) * | 2008-06-11 | 2010-11-08 | 이언칠 | 고체의 굴절률 측정장치 |
| KR101027756B1 (ko) | 2009-08-27 | 2011-04-11 | 최제인 | 광섬유원리실험장치 |
| CN103048118A (zh) * | 2012-08-24 | 2013-04-17 | 王艳文 | 一种快速定位三棱镜最小偏向角的方法 |
| CN105044032B (zh) * | 2015-06-25 | 2017-12-05 | 陕西师范大学 | 液体折射率与温度关系的实验装置与实验方法 |
| CN106404715B (zh) * | 2016-08-29 | 2019-01-01 | 湖北新华光信息材料有限公司 | 测量折射率的方法 |
-
1978
- 1978-07-03 JP JP8062978A patent/JPS581743B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS557654A (en) | 1980-01-19 |
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