法布里-珀罗干涉仪测平板玻璃折射率的方法研究

根据光线在法布里-珀罗干涉仪中的传播特点,提出了测量平板玻璃折射率的方法 .首先对法布里-珀罗干涉仪中插入平板玻璃前、后所产生的相邻等倾干涉亮纹直径平方的差值和法布里-珀罗干涉仪内、外介质的折射率之间的关系分别进行了理论分析;然后搭建实验光路,使用移测显微镜对干涉亮纹直径进行观察和测量,在平板玻璃厚度已知的前提下,即可得出平板玻璃的折射率,且实验中观察到的现象和测量结果与理论分析相吻合.     

用短相干光源测量平行平板玻璃的光学均匀性

为了解决传统干涉绝对测量法不能测量前后表面平行度很好的光学玻璃和晶体均匀性问题,提出了在以短相干光为光源的泰曼-格林干涉仪上,通过调整参考光路的光程,使被测样品的前后表面分别处在零光程差位置,这样从样品两面反射回来的光就不会同时满足和参考光相干涉的条件,从而解决了前后面的反射光干涉混叠问题.用虚光栅移相莫尔条纹法处理采集到的干涉图,得到位相数据,代入绝对测量法的计算公式,得出待测样品的折射率分布.对厚度为13 mm、口径为75 mm的光学平板玻璃进行测量.结果表明,光学均匀性检测准确度可达到2.6×10－6,被测样品折射率偏差的峰谷值为Δnpv=6.06×10－6,均方根值为Δnrms=8.96×10－7.     

利用等厚干涉法测量玻璃弹性模量简

提出了一种基于等厚干涉原理测量玻璃弹性模量的方法。在标准平板玻璃上表面和待测平板玻璃下表面形成空气薄膜劈尖,分别测量待测平板玻璃在自然和受力两种状态下等厚干涉条纹的分布情况,从而得出玻璃弹性模量。该方法有效消除了玻璃平板表面不平整、材料内部不均匀和自身重力等因素对测量结果的影响。干涉条纹的分布信息通过CCD图像采集及计算机处理获得。该方法原理简单,设备常见,测量精度高,适用于实验教学,也可用于科研测量。     

分光仪调整中干涉现象的分析与应用

描述了在分光仪调整实验中观察到的干涉条纹现象,并且当转动平行平板玻璃时,该干涉条纹有粗细疏密变化.本文从理论上分析了产生干涉条纹及干涉条纹疏密粗细变化的原因.在已知平行平板玻璃的厚度和光的波长的情况下,可应用该现象测量平行平板玻璃折射率,给出了折射率的计算方法,对结果进行了数据处理及误差分析.     

利用等厚干涉法测量玻璃弹性模量

提出了一种基于等厚干涉原理测量玻璃弹性模量的方法。在标准平板玻璃上表面和待测平板玻璃下表面形成空气薄膜劈尖,分别测量待测平板玻璃在自然和受力两种状态下等厚干涉条纹的分布情况,从而得出玻璃弹性模量。该方法有效消除了玻璃平板表面不平整、材料内部不均匀和自身重力等因素对测量结果的影响。干涉条纹的分布信息通过CCD图像采集及计算机处理获得。该方法原理简单,设备常见,测量精度高,适用于实验教学,也可用于科研测量。     

提高平板玻璃折射率测量实验中干涉条纹清晰度的方法

用分光仪测量平板玻璃折射率时,如果钠光偏离玻璃法线约25°斜入射,则能观察到清晰的干涉条纹.对上述现象分析,发现其原因在于平板玻璃透射光干涉条纹的衬比度低于反射光干涉条纹的对比度.进而,基于上述分析设计了测量平板玻璃折射率的改进方法.     

四波混频实时光学检测

分析了利用掺铁铌酸锂晶体作介质的简并四波混频及其在干涉计量术中应用的原理,描述了被测透明样品的表面各光波及其干涉形成的透射条纹及反射条纹,利用光折变晶体的介电驰豫特性,求得透射条纹和反射条纹的对比度随时间变化的公式及各参数的相互关系。对由透射条纹及反射条纹计算被测透明物体样品折射率和厚度不均匀性的方法作了数学分析,提出一种新型四波混频实时测量透明物体的光学不均匀性的方法和实验光路,对相关参数对测量过程及测量结果的影响作了探讨,得到了平板玻璃样品的干涉条纹图像,计算出实验结果。     

迈克尔逊干涉仪测透明介质厚度及折射率

提出了使用用迈克尔逊干涉仪,改变光源入射方式及观测方式以获得稳定、清晰等厚干涉现象的方法.探究了在光路中插入的被测透明介质如何对等厚干涉条纹产生影响,并导出了被测介质厚度、折射率及旋转角度与等厚干涉条纹移动量之间的关系.实现对透明介质厚度、折射率进行简练、快速的同时测量.     

玻璃平板厚度测量的实验研究

平板玻璃生产中需要对玻璃厚度进行精确地测量。本文通过理论模拟和实验研究了应用白光干涉测量技术,来测量玻璃平板厚度的方法。系统通过步进电机控制精密平移台的移动,实测了一个标称厚度为5mm的玻璃平板,通过多次采样取平均的方法,结果误差为0.34%。     

旋转光轴法测量平板玻璃的折射率

提出了用旋转光轴法测量平板玻璃折射率的实验方案,通过小角度旋转平板玻璃的光轴,使狭缝像发生横向位移,利用显微系统进行放大后测出位移值,通过已知折射率的平板玻璃对实验装置进行定标,根据转角、位移值和平板玻璃的厚度求出待测玻璃的折射率.     

使用红外干涉仪测量红外材料折射率

使用自行研制的泰曼型红外干涉仪测量红外材料的折射率.在干涉仪的测试臂中加一个旋转台,将被测件放在旋转台上旋转,在旋转过程中经过被测件的光程发生改变,导致干涉条纹发生移动,通过测量条纹的移动数和被测件的旋转角度来计算出被测件的折射率.测量结果显示,25°C时在10.6μm波段处锗单晶的折射率为4.003,硫系玻璃锗砷硒(GeAsSe)的折射率为2.494.折射率测量的误差在10-3量级,增加被测件的厚度会进一步提高折射率的测量准确度,待测红外材料的折射率越低,测量准确度越高.     

一种非接触测量光学零件厚度的方法

为了实现光学零件厚度的非接触测量,设计了一种基于电光扫描的非接触测量方法。采用电扫描技术控制光开关,形成半径依次减小的环状光束,经过锥透镜后在光轴上形成连续移动的光点,当光点瞄准待测光学零件表面时,反射能量出现峰值,即定位了待测零件的表面,进而获得光学零件的几何厚度。建立了测量平板零件厚度和透镜中心厚度的数学模型;从理论上探讨了该方法的测量范围和测量精度。结果表明:设定锥面镜口径为100mm,材料折射率为1.52,当锥面镜的锥角从1°变化到40°时,测量动态范围可以从5507mm变化到26mm;当测量范围为26mm时,测量精度可以达到2.5μm。该方法可基本满足目前光学零件中心厚度的测量需求。     

使用红外干涉仪测量红外材料折射率

使用自行研制的泰曼型红外干涉仪测量红外材料的折射率.在干涉仪的测试臂中加一个旋转台,将被测件放在旋转台上旋转,在旋转过程中经过被测件的光程发生改变,导致干涉条纹发生移动,通过测量条纹的移动数和被测件的旋转角度来计算出被测件的折射率.测量结果显示,25 °C时在10.6 μm波段处锗单晶的折射率为4.003,硫系玻璃锗砷硒（GeAsSe）的折射率为2.494.折射率测量的误差在10－3量级,增加被测件的厚度会进一步提高折射率的测量准确度,待测红外材料的折射率越低,测量准确度越高.     

基于平行平板的折射率高精度非接触测量

常用的测量折射率的方法如偏向角法、自准直法、临界角法、 V棱镜法等,这些方法通常需特制三棱镜与待测件。待测样品不一致且过程复杂,测试定标周期长,难于自动化。为了保证待测材料的完整及实现自动化测量,进行了基于平行平板的折射率非接触测量的尝试。运用该方法进行折射率的测量,不需特制三棱镜并且待测件与待测样品一致。分析表明,通过选择合适的测量角度,该方法旋转角度精度为a=0.003（即10）,导轨精度为L=0.000 8 mm,平行平板厚度测量精度为d=0.001 mm。     

测量平板玻璃折射率实验中干涉条纹不清晰原因的探讨

分析了利用分光仪测量平板玻璃折射率中条纹不清晰的原因,借助数值模拟得出与实验观测相同的干涉光强分布,明确了平板玻璃的楔角是干涉条纹不清晰的主要原因.通过对比不同楔角下条纹可见度随平板玻璃反射率的变化关系,确定了平板玻璃的最佳反射率为0.5至0.7之间,使学生在实验中可以观察到清晰的干涉条纹.     

使用移测显微镜测量平行平板的折射率

依据折射定律,通过移测显微镜测量光线经平行平板产生的位移,确定平行平板的折射率.利用不确定度分析,给出入射角和平板厚度测量范围的建议,并分析了显微镜系统景深对平行平板厚度的限制.实际测量结果与利用阿贝折射仪的测量结果一致,该实验可作为基础物理实验中折射率测量相关实验项目的拓展.     

掠入射法测量液体折射率实验现象分析

掠入射法是基于全反射定律,采用几何光学原理来测量液体折射率的一种方法.文中对掠入射法测量透明液体折射率实验中出现的干涉条纹进行了定量分析,认为在分光计望远镜中观察到的干涉条纹是光线进入辅助透镜和直角棱镜间被测薄液膜干涉形成的,通过定义干涉条纹疏密度,对于薄膜引起的光程差与干涉明纹(或暗纹)间距两者间的关系进行讨论,其讨论的结果与实验结果一致.     

光纤白光干涉法与膜厚纳米测量新技术研究

运用薄膜光学干涉原理、光纤技术和干涉光谱分析技术,用光纤反射式干涉光谱仪(Reflectromic Interference Spectroscopy)直接测试宽带入射光在单晶硅表面超薄SiO₂膜层前后界面反射形成的干涉光谱曲线,并用专业软件对被测光谱信号数据处理后,可直接用公式准确计算出SiO₂氧化膜的厚度和光学折射率通过对单晶硅片表面超薄SiO₂氧化膜的实测,并与成熟的椭圆偏振仪测试结果相比,测试误差≤2nm但该方法测试简单、快速,精度高,不需要制定仪器曲线和数表,可对薄膜任意位置的厚度在线测试经过对不同厚度聚苯乙烯薄膜的厚度测试表明,该方法适合0.5～20μm薄膜厚度的精确在线测量,测量误差小于7nm.     

利用迈克耳孙干涉仪测量透明体的折射率

光的干涉在光学领域有着广泛的应用,本文提出用迈克耳孙干涉仪测量薄透明体折射率的方法,当被测透明体插入迈克耳孙干涉仪的光路中时,其会与光路呈不同夹角,对应光程变化可通过等倾干涉圆环的变化,根据实验仪器吞吐圆环数、薄透明体厚度、薄透明体折射率、薄透明体与光路夹角之间的关系,据此可同时测得薄透明体厚度和折射率.并且在测量过程中系统不再变动,可使系统误差进一步降低.     

各向异性介质的平行平板干涉

提出了各向异性介质平行平板干涉中的相位差计算方法.证明了e光干涉产生的条纹为严格的椭圆曲线,椭圆长短轴的比值等于o光主折射率与e光主折射率之比,而与晶体厚度、干涉级等参数无关.拍摄了实验干涉图,并用最小二乘法对干涉条纹进行椭圆曲线拟合,结果与理论完全一致.本文提出的方法可用于晶体主折射率比值的精确简便测量.