[发明专利]一种光学玻璃折射率温度系数测量仪及其测量方法

权利要求书

1.一种光学玻璃折射率温度系数测量仪，包括光源和由四个反射镜组成的马赫—陈德尔干涉仪，所述的干涉仪中设置有两端面平行的玻璃棒，所述的玻璃棒的光轴与所述的干涉仪的光轴重合，所述的干涉仪的两端分别设置有第一针孔光栏和第二针孔光栏，所述的第一针孔光栏的附近设置有用于测量棒端面形成的干涉条纹变化的硅光电二极管，所述的第二针孔光栏的附近设置有用于测量马赫—陈德尔干涉条纹变化的硅光电池，其特征在于所述的玻璃棒上设置有加热炉。

2.如权利要求1所述的一种光学玻璃折射率温度系数测量仪，其特征在于所述的加热炉包括外罩和同轴贴设在所述的玻璃棒上的金属导热管，所述的金属导热管的长度大于所述的玻璃棒，所述的金属导热管外同轴贴设有外表面磨毛的石英玻璃管，所述的石英玻璃管上嵌设有热电偶，所述的石英玻璃管的外壁上均匀绕设有电热丝，所述的外罩与所述的石英玻璃管之间设置有保温棉。

3.如权利要求2所述的一种光学玻璃折射率温度系数测量仪，其特征在于所述的金属导热管为紫铜管，所述的紫铜管比所述的玻璃棒长10mm。

4.如权利要求2所述的一种光学玻璃折射率温度系数测量仪，其特征在于所述的热电偶为铜—康铜热电偶，所述的电热丝为直径0.1mm、电阻1KΩ的镍铬丝。

5.如权利要求1所述的一种光学玻璃折射率温度系数测量仪，其特征在于所述的玻璃棒的侧面抛光，所述的玻璃棒的两端面的平行度小于10秒。

6.如权利要求1所述的一种光学玻璃折射率温度系数测量仪，其特征在于所述的光源为He-Ne激光。

7.一种使用权利要求1所述的测量仪的测量方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)、将玻璃棒放入加热炉内并保持一段时间，微调干涉仪，使玻璃棒的马赫—陈德尔干涉条纹为零场，平移直径为1.5mm的第二针孔光栏，使其对准棒端面中心，硅光电池紧靠第二针孔光栏，硅光电池输出与LN14-264电子电位差计Y1输入端连接；

(2)、平移直径为0.5mm的第一针孔光栏，使其对准棒端面干涉条纹中心，硅光电二极管紧靠第一针孔光栏，硅光电二极管输出与LN14-264电子电位差计Y2输入端连接；

(3)、设定温度程序控制器以15℃/小时速率升温至T1处保温一段时间，然后以同样速率升温到T2时保温一段时间；

(4)、设定LN14-264电子电位差计走纸速率为10～20mm/分钟，接通电源检查周期性光电信号的幅值，通过电子电位差计上的衰减器将信号幅值调至3～5cm即可；

(5)、温度程序控制器开始升温前开始记录干涉条纹变化计数，到T2保温时，条纹基本不变化时即可关闭所有电源；

(6)、在记录纸上分别计算室温～T1、T1～T2干涉条纹变化数m₁和m₂，波峰到波谷为0.5条纹，计数精度可达0.25条纹，用游标卡尺测量玻璃样器长度L，将波长λ、长度L和m₁、m₂代入公式β=m1+n(2m2-m1)2LΔTλ]]>和α=dLdT=m1-2m22LΔTλ]]>得到不同两温度范围玻璃的折射率温度系数β、热膨胀系数α。

8.如权利要求7所述的一种测量方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)、将玻璃棒放入加热炉内并保持15分钟，微调干涉仪，使玻璃棒的马赫—陈德尔干涉条纹为零场，平移直径为1.5mm的第二针孔光栏，使其对准棒端面中心，硅光电池紧靠第二针孔光栏，硅光电池输出与LN14-264电子电位差计Y1输入端连接；

(2)、平移直径为0.5mm的第一针孔光栏，使其对准棒端面干涉条纹中心，硅光电二极管紧靠第一针孔光栏，硅光电二极管输出与LN14-264电子电位差计Y2输入端连接；

(3)、设定温度程序控制器以15℃/小时速率升温至T1＝50℃处保温15分钟，然后以同样速率升温到T2＝100℃时保温15分钟；

(4)、设定LN14-264电子电位差计走纸速率为10～20mm/分钟，接通电源检查周期性光电信号的幅值，通过电子电位差计上的衰减器将信号幅值调至3～5cm即可；

(5)、温度程序控制器开始升温前开始记录干涉条纹变化计数，到T2＝100℃保温时，条纹基本不变化时即可关闭所有电源；

(6)、在记录纸上分别计算室温～50℃、50℃～100℃干涉条纹变化数m₁和m₂，波峰到波谷为0.5条纹，计数精度可达0.25条纹，用游标卡尺测量玻璃样器长度L，将波长λ、长度L和m₁、m₂代入公式β=m1+n(2m2-m1)2LΔTλ]]>和α=dLdT=m1-2m22LΔTλ]]>得到不同两温度范围玻璃的折射率温度系数β、热膨胀系数α。