专利名称：光学玻璃中部色散的测量装置及其测量方法
技术领域：
本发明涉及光学材料的中部色散测量，尤其是一种光学材料中部色散的测量装置及其测量方法。
背景技术：
由于介质对不同波长的光存在折射率的差异，而白光是由不同波长的各色光组成，因此白光在经介质折射时会发生中部色散现象。光学玻璃的中部色散行为是衡量光学玻璃性能的最重要特性之一，表征其对光波谱线的分离作用，通常采用阿贝数衡量。阿贝数越大，中部色散就越小，反之，阿贝数越小，则中部色散就越大，其成像的清晰度就越差。阿贝数的计算公式是Vd = (nd-l) / (nF-nc)，其中nd为波长为587.6nm的d光的折射率、nF为波长为486.13nm的F光的折射率、nc为波长为656.27nm的C光的折射率。目前，通过分别测量nd、nF和n。，然后根据公式计算的方式获得阿贝数，上述的nd也用于表征光学玻璃的折射率，而上述的(nF_n。)又称为中部色散。目前，光学玻璃折射率的测量通常采用V棱镜折射仪进行，相关国家标准为GB/T7962.1-2010。V棱镜的V形缺口张角为90°，两个尖棱的角度为45°。被测样品磨出构成90°的两个平面并放在V形缺口内，由于V棱镜加工制造时，不可能是绝对的90°，被测样品也很难保证其直角恰好为90°，因此在被测样品和V棱镜之间就会产生空气楔，使测量产生误差，因此在被测样品的两个面和V形缺口的两个面之间填充折射率和被测样品折射率接近的折射液，就会减少这个误差。V棱镜V形缺口两侧平行于V形缺口轴向的两立面，靠近光源一侧的立面为入射面，远离光源一侧的立面为出射面。以单色平行光垂直射人V棱镜的入射面，如果被测样品的折射率η和已知的V棱镜折射率Iitl相同，则整个V棱镜加上被测样品就像一块平行平板玻璃一样，由V棱镜的出射面射出的光线不发生偏折；如果两者折射率不相等，则光线在接触面上发生偏折，由V棱镜的出射面射出的光线和入射光之间的偏折角大小同被测样品的折射率η有关，通过准确测量偏折角的值并按公式计算即可获得该单色光波长的折射率。因此，目前阿贝数尤其是中部色散的测试周期长，对测试仪器精度依赖性较强，测试精度的提高较困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种测试速度快的光学玻璃中部色散测量装置。本发明还要提供一种上述中部色散测量装置的测量方法。本发明解决技术问题所采用的技术方案是:光学玻璃中部色散测量装置，沿光路依次包括自准直仪、V棱镜和样品架，所述V棱镜固定在样品架上，所述自准直仪发出的平行光与V棱镜的入射面垂直。进一步的，在所述V棱镜的出射面上设置有全反射膜层。进一步的，所述V棱镜采用一系列已知中部色散的V棱镜。
进一步的，所述一系列V棱镜的中部色散渐变。光学玻璃中部色散的测量方法，该方法包括以下步骤:1)测试时，调整自准直仪的方向，使自准直仪发出的平行光与V棱镜的入射面垂直，将样品涂上与其折射率接近的折射液后，放在V棱镜上；2)自准直仪发出的平行光通过V棱镜及样品的折射后，到达V棱镜的出射面，且被出射面反射后又与V棱镜及样品发生折射，最终成像在自准直仪的分划板上；3)观察自准直仪目镜中的样品所成的像，当样品所成的像没有发生颜色的变化，即与自准直仪的自准像状态相同仍为饱满黄色时，样品的中部色散与V棱镜的中部色散相同；当样品所成的像发生了变化，且蓝色线在上、红色线在下时，样品的中部色散大于V棱镜的中部色散；当样品所成的像发生了变化，且红色线在上、蓝色线在下时，样品的中部色散小于V棱镜的中部色散，通过该方法，当采用一系列已知中部色散的V棱镜测试样品时，就可得到样品的中部色散。本发明的有益效果是:由于本发明只需观察反射光线的状态，不需要分别测试nF和n。，将之前的分别测试nF和η。改为进行中部色散的相对测试，因此大大减少了测试时间，缩短了测试周期；本发明利用自准直仪进行中部色散的测试，自准直仪的测角精度较V棱镜折射仪的测角精度高，因此提高了测试精度。
图1是本发明的测量示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明的光学玻璃中部色散测量装置，沿光路依次包括自准直仪1、V棱镜2和样品架3。自准直仪I的光源为普通复合光源，其自准像为一饱满的黄色线。V棱镜2固定在样品架3上，在V棱镜2的出射面4上镀全反射膜层，V棱镜2本身的中部色散采用常规方法进行确定。测试时，调整自准直仪I的方向，使自准直仪I发出的平行光与V棱镜2的入射面6垂直。将样品5涂上与其折射率接近的折射液后，放在V棱镜2上。自准直仪I发出的平行光通过V棱镜2及样品5的折射后，到达V棱镜2的出射面4，且被出射面4反射后又与V棱镜2及样品5发生折射，最终成像在自准直仪I的分划板上。观察自准直仪I目镜中的样品5所成的像，当样品5所成的像没有发生颜色的变化，即与自准直仪I的自准像状态相同仍为饱满黄色时，样品5的中部色散与V棱镜2的中部色散相同；当样品5所成的像发生了变化，且蓝色线在上、红色线在下时，样品5的中部色散大于V棱镜2的中部色散；当样品5所成的像发生了变化，且红色线在上、蓝色线在下时，样品5的中部色散小于V棱镜2的中部色散。通过上述方法，当采用一系列已知中部色散的V棱镜2测试样品5时，就可得到样品5的中部色散，且最好该一系列V棱镜2的中部色散渐变。实施例:有3个V棱镜2，中部色散分别为A:0.00609,B:0.00610,C:0.00611。测试时，首
先将样品5放在V棱镜A上进行测试，若结果为蓝色线在上，红色线在下，可判断其中部色散大于0.00609，则可选择V棱镜C进行测试。若在V棱镜C上测试时，结果为红色线在上、蓝色线在下，则可判读其中部色散小于0.00611。则该样品5的中部色散应为0.00610。为精确验证，可在V棱镜B上继续进行测试。
权利要求
1.光学玻璃中部色散测量装置，其特征在于，沿光路依次包括自准直仪(l)、v棱镜(2)和样品架(3)，所述V棱镜(2)固定在样品架(3)上，所述自准直仪(I)发出的平行光与V棱镜⑵的入射面(6)垂直。
2.如权利要求1所述的光学玻璃中部色散测量装置，其特征在于:在所述V棱镜(2)的出射面(4)上设置有全反射膜层。
3.如权利要求1所述的光学玻璃中部色散测量装置，其特征在于:所述V棱镜(2)采用一系列已知中部色散的V棱镜(2)。
4.如权利要求3所述的光学玻璃中部色散测量装置，其特征在于:所述一系列V棱镜(2)的中部色散渐变。
5.光学玻璃中部色散的测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:1)测试时，调整自准直仪(I)的方向，使自准直仪(I)发出的平行光与V棱镜(2)的入射面(6)垂直，将样品(5)涂上与其折射率接近的折射液后，放在V棱镜(2)上；2)自准直仪(I)发出的平行光通过V棱镜⑵及样品(5)的折射后，到达V棱镜(2)的出射面(4)，且被出射面(4)反射后又与V棱镜(2)及样品(5)发生折射，最终成像在自准直仪(I)的分划板上；3)观察自准直仪⑴目镜中的样品(5)所成的像，当样品(5)所成的像没有发生颜色的变化，即与自准直仪(I)的自准像状态相同仍为饱满黄色时，样品(5)的中部色散与V棱镜(2)的中部色散相同；当样品(5)所成的像发生了变化，且蓝色线在上、红色线在下时，样品(5)的中部色散大于V棱镜⑵的中部色散；当样品(5)所成的像发生了变化，且红色线在上、蓝色线在下时，样品(5)的中部色散小于V棱镜(2)的中部色散，通过该方法，当采用一系列已知中部色散的V棱镜(2)测试样品(5)时，就可得到样品(5)的中部色散。
6.如权利要求5所述的光学玻璃中部色散的测量方法,其特征在于:所述一系列V棱镜(2)的中部色散渐变。
全文摘要
本发明提供一种测试速度快的光学玻璃中部色散测量装置及其测量方法。光学玻璃中部色散测量装置，沿光路依次包括自准直仪、V棱镜和样品架，所述V棱镜固定在样品架上，所述自准直仪发出的平行光与V棱镜的入射面垂直。由于本发明只需观察反射光线的状态，不需要分别测试nF和nC，将之前的分别测试nF和nC改为进行中部色散的相对测试，因此大大减少了测试时间，缩短了测试周期；本发明利用自准直仪进行中部色散的测试，自准直仪的测角精度较V棱镜折射仪的测角精度高，因此提高了测试精度。
文档编号G01N21/41GK103149175SQ20131005631
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月22日 优先权日2013年2月22日
发明者胡熔, 马伯涛, 裴春艳, 岑薇, 张祖义, 吴德林, 李林, 马志远 申请人:成都光明光电股份有限公司