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光電微課堂 |光學玻璃均勻性測量
來源: 時間:2022-08-05 13:53:47 瀏覽:10418次
光學均勻性

指同一塊玻璃中各點折射率的不一致性,通常由退火爐內各處溫度不均等引起;可用玻璃中各部分折射率偏差最大值Δn max來表示,按GB/T7962.2–2010中方法測量,分為4級。均勻性指標應根據其應用及光學元件的最終尺寸來確定。這通常與所需的測試孔徑(例如物理尺寸的95%)內的最大折射率變化相對應。

折射率不均勻性

可采用透射干涉法測量切片或同爐試片(口徑不大于 Φ250mm)的折射率不均勻性,檢測波長 0.6328μm,測量值△ n/n ≤4×10 - 5,某些高質量光學玻璃折射率偏差在10-6或更高級別 。

光學玻璃均勻性測量

光學玻璃均勻性測量方法較多,包括全息干涉法、干涉測量法、刀口儀陰影法、分辨率比值法等,其中干涉測量法最為常用——既能測量光學玻璃折射率的變化值,又能看清折射率變化的部位,精度高。刀口儀陰影法較適合光學車間大口徑鏡面毛坯的檢測。

因是測定光學材料“內部”均勻性,在使用干涉儀測試時,就需要自透射結果中去掉被測樣品前表面,后表面,以及標準鏡和參考鏡的影響,然后除以被測樣品的長度,才最終得到內部光學均勻性結果。它的意義在于在單位長度上折射率變化的分布。使用機械移相式菲索式激光干涉儀,是通過四步完成測定光學均勻性的。

另外,采用干涉儀測試,要求樣品前后表面都已光學拋光,且保持一定的楔角。如前后表面過于平行,在測試一個表面時,另一個表面的干涉條紋會同時出現,造成干擾。基于該限制,對于不同口徑,建議樣品前后表面的平行度范圍為:

100mm: 5 to 25 弧分

150mm: 3.5 to 35弧分

300mm: 2 to 66 弧分

450mm: 1 to 85 弧分

這樣測試片具有一定的楔角,測量多次,△ n/n 的算術平均值可滿足要求。折射率不均勻性△ n 的測試原理如下圖所示。

1. 光源;2. 準直系統;

3. 平面板;4. 被測樣品;

5. 標準反射鏡;6. 精密調整臺;

7. 成像傳感器;8. 數據采集和處理系統;

W i 為入射波面波像差分布函數;

W 1 為標準參考平面 AB 內反射面和樣品前表面 CD 反射波面干涉后的波像差;

W 2 為標準參考平面 AB 內反射波面和樣品后表面 EF 內反射波面干涉后的波像差;

W 3 為標準參考平面AB內反射波面和樣品透射波面干涉后的波像差;

W 4 為移去樣品后,標準參考平面 AB 內反射波面和測試反射鏡 GH反射波面干涉后的波像差。


折射率不均勻性測試裝置由激光光源、準直系統、平面板、標準反射鏡、攝像機及計算機處理系統組成,通過測試四幅干涉圖像計算獲得折射率差的分布。按照公式(1)和(2)計算折射率差分布的PV值和RMS值作為光學材料的折射率不均勻性的絕對值。


其中,折射率差分布 Δn (x,y)按照以下步驟獲得,如下圖所示。

W i :入射波面分布函數;

Z 1 :被測光學材料前表面的面形偏差分布函數;

Z 2 :被測光學材料后表面的面形偏差分布函數;

Z 3 :測試平面反射鏡的面形偏差分布函數。

按照上圖所示步驟依次調試出四幅干涉圖,分別由以下波面兩兩相干:

1、標準參考平面內反射波面與樣品前表面反射波面干涉,檢測出波像差 W1 ;

2、標準參考平面內反射波面與樣品后表面內反射波面干涉,檢測出波像差 W2 ;

3、標準參考平面內反射波面與樣品的透射波面干涉,檢測出波像差 W3 ;

4、移去樣品,標準參考平面反射波面與測試反射鏡反射波面干涉,檢測出波像差W4。


W 1 ~W 4 分別用公式(3)~ 公式(6)表示 :

式中, 

W1—待檢樣品前表面 Z1 反射的波前誤差,單位μm ;

W2—經待檢樣品透射后表面Z2反射回的波前誤差,單位μm;

W3—經待檢樣品透射,再經測試平面鏡鏡面Z3反射回的波前誤差,單位μm ;

W4—移去待檢樣品后的干涉儀空腔波前誤差,單位μm ;

n0—待檢樣品在該指定紅外波長的折射率標稱值 ;

t0—待檢樣品的平均厚度,單位㎜。


折射率不均勻性 Δn 與上述波像差滿足如下關系 :



文章來源:光聯萬物OPLC

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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