基于V棱镜法的玻璃折射率测定

对玻璃折射率测试方法进行了综述,并提供一种适用性好、测定精度高的玻璃折射率测试方法。方法中,针对玻璃纤维行业典型无碱E玻璃配方,对玻璃的熔制、退火、切割和抛光过程进行标准化,并基于V棱镜折光仪测定玻璃的折射率。实验结果表明,对于E玻璃配方,玻璃配合料在1500℃下保温3 h熔制,在650℃下保温1.5 h退火,切割并抛光成具有两个相邻光滑面的V块,V面成角90°±2′,表面粗糙度Ra≤0.025,即可保证折射率的测定精度在±0.00005范围内。

高精度V棱镜折射仪光机结构设计

针对传统V棱镜折射仪采用光学度盘,目视对准方式无法满足现代光学玻璃生产线以及高精度折射率测量的需求。提出一种新型的高精度基于CCD机器视觉对准的V棱镜折射仪的总体设计方案,并对准直光管、传动机构、锁紧和微调机构以及轴角编码测角机构等主要组成部分进行了光机结构设计。在考虑空气折射率影响因素的修正公式的基础上,分析了仪器的检测误差。实验结果表明:其折射率检测精度可达3×10-6,满足了高精度V棱镜折射仪的技术指标要求。

高精度全自动V棱镜折射仪的改进

利用CCD成像与图像处理的机器视觉自动对准技术，在考虑了空气折射率对V棱镜折射仪测量精度影响的基础上，对V棱镜折射仪原有的原理公式重新进行数学建模，提出了一种改进全自动V棱镜折射仪的方案。用已知折射率的玻璃标准样块对改进后的仪器进行了评定，测试结果与标定值绝对误差不超过±3×10^-6，测量重复性优于1×10^-6。

Measurement Error of Refractive Index for Spectacle Lens

As an important optical constant of optical properties for spectacle lens,the refractive index measurement is studied using V prism refractometer. In the experiment,according to various factors inducing measurement error,the experimental results are analyzed,which include right angle deviation,contact liquid,curvature,and focusing accuracy. The study results show that focusing accuracy is the most important factor of influence for measurement,consists of contact liquid wettability,sample shape,and effective width of light transmission. In addition,the refractive index measurement is less affected by angle deviation of sample and the refractive index deviation of contact liquid. On the basis of the experimental data analysis,it is possible to relax the deviation of right angle of the sample to 1' or 2'.

基于CCD的V棱镜光电折射仪研究

光学玻璃等透明介质的折射率是表征该介质光学性质的重要参数,精确而快速的测量出介质折射率,是光学玻璃生产工艺中经常进行的一个非常重要的环节。为此,本文针对生产需求研制了一种基于CCD成像技术的新型的V棱镜光电折射仪。其特点是检测精度高、效率高、使用方法简便。经检验满足了生产需求。

高折射率V棱镜测试补偿方法研究

用V棱镜法对高折射光学材料进行折射率(1.80<nd<2.00)测试过程中,样品和V棱镜间需滴加折射率与样品相等的折射液,以起到消除样品90°角度加工偏差的作用。而现阶段生产使用的折射液nd最高仅能达到1.78,造成了样品折射率测试值与真实值之间的较大偏离,最大偏离量可达20×10-5。本文通过对V棱镜测试法的光路研究,找到高折射率样品测试值与真实值之间的偏离机理,通过计算折射率偏离量来补偿样品测试值的方式,使补偿后的折射率偏离量在±4×10-5以内,实现了V棱镜法高折射光学材料折射率测试的精度要求(±5×10-5)。

最小偏向角法V棱镜法测量折射率的原理公式误差

本文指出了测量光学材料折射率的最小偏向角法和V棱镜法国内外所有文献的原理公式误差，重新推导了最小偏向角法和V棱镜法测量折射率的正确公式。基于最小偏向角法用精密测角仅可以获得±3×10-6的折射率的测量精度，然而，这些文献沿用经典的测量原理公式却具有-4×10－4数量级的原理公式误差，因此导致错误的测量结果。计算表明，用经典公式计算标准试样折射率虽然对光学系统象差影响很小，但作为折射率基准测量，这样大的原理公式误差是不允许的。

V棱镜法测定玻璃折射率的理论推导及应用

对V棱镜法测定玻璃折射率原理进行了详细的理论推导,并用实例验证了V棱镜法测定玻璃折射率的精确度可达±0.00005。同时,根据大量的玻璃成分及玻璃折射率测试数据,拟合出CaO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)无碱玻璃折射率快速计算公式:n′=1.68557ω_(CaO)+1.38531ω_(B_(2)O_(3))+1.53671ω_(SiO_(2))+1.61223ω_(Al_(2)O_(3)),精确度为±0.005,分析了玻璃成分对折射率的影响。

基于新数学模型的自动对准式色散系数测量系统

光学玻璃是光电技术产业的基础和重要组成部分,其色散系数是反应其性能的重要常数。利用CCD成像与机器视觉自动对准技术,在考虑了空气折射率对色散系数测量精度影响的基础上,对传统的色散系数测量公式重新进行了数学建模。多波段小型平行光管设计过程中,在校正了与孔径有关像差的基础上,对像差有特征意义的子午面内的光线光路进行了计算,求出了理想像与实际像的位置相差,实现了波段小型平行光管对无穷远目标的模拟。最后,综合运用了多波段小型平行光管设计技术、自动成像技术、光栅角位移测量技术,设计了图像自动对准式色散系数测量系统并实现了高精度测量。利用已知色散系数的光学玻璃对该测量系统进行了标定,通过精度分析可知,测试结果与标准值绝对误差不超过±2.309 3×10-6。

关于JJG 820-1993《手持糖量(含量)计及手持折射仪》的探讨

对JJG 820—1993《手持糖量(含量)计及手持折射仪》中存在的问题进行探讨。对JJG 820—1993中手持含量计的校准方法中的“量程”、“准确度”表述提出了修改意见。分析了现有的蔗糖类标准物质及折射率标准物质不能解决手持糖量计及手持折射仪溯源问题的原因。用分析纯蔗糖配制校准用蔗糖标准工作溶液,以V棱镜折射仪及测量用表线性插值法对溶液定值。采用标准溶液对手持糖量(含量)计进行了校准,对示值误差校准结果进行不确定度评定且对被测量仪器的示值误差作了符合性评定。该方法解决了手持糖量计及手持折射仪的溯源问题,可作为高精度台式数字折光仪校准方法的参考。

阿贝折射仪标准块的研究

本文对阿贝折射仪标准块的设计,各项技术指标的要求的依据进行了探索与分析,并且对其溯源方法和数据处理在实验的基础上进行了分析研究,进一步给出了检定结果不确定度分析的范例。

提高V棱镜折射仪测试精度的V槽研究

用V棱镜折射仪测量光学玻璃的折射率,常规测试精度可以达到±5×10-5。通过分析V棱镜折射仪折射率误差的原因发现,V槽与被测件折射率越接近,测量误差越小,因而对V槽进行了改进。在最新的光学玻璃nd-vd图上选取6种高品质材料,将原来的V槽进行细分,组成新的测试标准块。对生产产品进行了实测,与标准样块进行了比对。实测结果表明,采用改进的V槽可以得到更精确的测量结果,测试精度可以达到±2×10-5。

硅树脂材料热光特性的测试与分析

用激光-V棱镜装置测得耐热型硅树脂在632.8nm和650nm波长上的热光系数分别为-3.3×10-4/℃和-3.6×10-4/℃。以石英玻璃为衬底,用该材料制作了平板波导,用棱镜耦合法测量了不同温度下波导的有效折射率,利用平板波导模式本征方程求解出不同温度下导波层的膜厚与折射率,分析了有效折射率随温度变化的特点。根据导波层折射率与厚度的变化和高分子材料的克劳修斯莫索提公式,分析出该材料的极性分子较大,是引起负热光系数大的原因。该材料适合用于研制低功耗、与塑料光纤匹配的短距离光通信热光开关。