[发明专利]一种光学材料折射率的测量装置及其测量方法

说明书

本发明公开了一种光学材料折射率的测量装置及其测量方法，属于材料性能测试技术领域，能够解决现有折射率测量方法难以精确测量高折射率或微小尺寸的光学材料的折射率的问题。所述装置包括光源模块、透明平板、成像模块和测量模块；光源模块用于提供预设波长的单色光；透明平板上设置有第一成像参考标记；成像模块用于在测量待测样品之前和测量待测样品时，分别对第一成像参考标记进行光学成像；将测量待测样品之前的成像模块的成像位置记为零点位置；将测量待测样品时的成像模块的成像位置记为终点位置；测量模块用于根据成像模块从零点位置移动到终点位置的位移量，以及待测样品的厚度测量待测样品的折射率。本发明用于测量光学材料的折射率。

技术领域

本发明涉及一种光学材料折射率的测量装置及其测量方法，属于材料性能测试技术领域。

背景技术

光学材料作为应用最为广泛的一类材料，其涵盖内容极为宽广，从无机光学材料到有机光学材料，从宏观无序的玻璃到长程有序的单晶，从体积巨大的光学体材料到显微尺度下的二维光学膜材料。不管材料的形态如何，要在光学领域得到应用，就需要有材料的相关光学性能指标来对材料的应用前景进行评价，并以此支撑材料应用中的相关光学设计。

折射率，作为光学材料最为表观的一个性能指标，其测量涉及的原理及技术手段较为简单，但是随着应用的深入与提高，对折射率的测量精度的要求也越来越高。为了精确测量光学材料的折射率，通常采用的方法有几何光学法和干涉法，前者的代表是最小偏转棱镜法，后者典型的有Mach-Zehnder干涉法，此外还有依靠界面波变化的棱镜耦合法等。但是现有这些折射率的测量方法，往往要受到光学材料的尺寸形态和折射率的测量范围这两个因素的制约，难以精确测量尺寸微小或具有高折射率的光学材料的折射率。

发明内容

本发明提供了一种光学材料折射率的测量装置及其测量方法，能够解决现有折射率测量方法难以精确测量高折射率或微小尺寸的光学材料的折射率的问题。

本发明提供了一种光学材料折射率的测量装置，所述装置包括：光源模块、透明平板、成像模块和测量模块；所述光源模块用于提供预设波长的单色光；所述透明平板具有光学平面，所述光学平面上设置有第一成像参考标记；所述成像模块用于在测量待测样品之前和测量待测样品时，分别对所述第一成像参考标记利用所述光源模块进行光学成像；所述待测样品位于所述透明平板和所述成像模块之间；将测量所述待测样品之前的所述成像模块的成像位置记为零点位置；将测量所述待测样品时的所述成像模块的成像位置记为终点位置；所述测量模块用于根据所述成像模块从所述零点位置移动到所述终点位置的位移量，以及所述待测样品的厚度测量所述待测样品的折射率。

可选的，所述测量模块具体用于根据第一公式获取所述待测样品的折射率；所述第一公式为：n＝ΔL/L+1；其中，所述n为所述待测样品的折射率；所述ΔL为所述成像模块的位移量；所述L为所述待测样品的厚度。

可选的，从所述光源模块、所述透明平板至所述成像模块构成成像光路；所述装置还包括设置在所述成像光路中的第一偏振器件和第二偏振器件，所述第一偏振器件位于所述光源模块和所述透明平板之间；所述第二偏振器件位于所述待测样品和所述成像模块之间；所述第一偏振器件和所述第二偏振器件用于确定所述待测样品的折射率主轴方向。

可选的，所述测量模块还用于获取所述待测样品从第一状态到第二状态的旋转角度；其中，所述第一状态为所述待测样品的通光平面与所述光束的中心轴垂直；所述第二状态为所述待测样品的折射率主轴方向与所述第一偏振器件的偏振方向平行或垂直。

可选的，所述装置还包括设置在所述成像光路上的光束整形单元，所述光束整形单元位于所述光源模块与所述第一偏振器件之间；所述光束整形单元用于对从所述光源模块输出的光束进行汇聚整形。