[发明专利]菲涅尔双棱镜厚度的非接触间接测量方法

摘要

本发明提供了一种菲涅尔双棱镜厚度的非接触间接测量方法，包括：采用通过测量菲涅尔双棱镜的楔角，通过最小偏向角法和折射定律法测量了菲涅尔双棱镜的折射率；使用统计学方法，非接触地测量菲涅尔双棱镜的厚度。在测量钠黄光波长的实验背景下，通过不断改变双棱镜的位置，记录不同位置下的条纹间距，仿真模拟出位置与条纹间距的线性关系，并以此计算菲涅尔双棱镜的厚度。利用本发明能够实现在无损的要求下测量易损光学透镜厚度的测量。

主权项

一种菲涅尔双棱镜厚度的非接触间接测量方法，所述菲涅尔双棱镜由两块底面相合、顶角相等的三棱镜构成，该测量方法包括：步骤S1：测量三棱镜的楔角α；步骤S2：根据楔角α计算所述三棱镜的折射率n；步骤S3：根据所述楔角α和折射率n拟合出所述三棱镜的位置与条纹间距的线性关系的截距b与斜率a；其中，基于光的干涉原理，则有由于$\mathrm{\Δ}x=\frac{B+C}{l}\mathrm{\λ}---\left(2\right),$将公式(1)代入公式(2)得到2(n‑1)αB＝l   (3)；其中，Δx为明条纹与暗条纹的间距，λ为光的波长，l为两个虚光源间的距离，B为所述三棱镜到夹缝的距离，C为所述三棱镜到目镜的距离；基于公式(3)拟合获得线性关系式y＝ax+b，求得所述截距b与所述斜率a；其中，y为两个虚光源间的距离，x为所述三棱镜到夹缝的距离；步骤S4：根据所述截距b与所述斜率a计算所述三棱镜的厚度h；其中，根据折射定律，则有β＝nα   (4)；两虚光源间的距离l为l＝2(L'+h)(β‑α)   (5)；将公式(4)带入公式(5)得到l＝2(L'+h)(n‑1)α   (6)；根据平板玻璃的成像公式，得到两个虚光源的位置，所述成像公式如下：$L-L^{\′}=\frac{(n-1)h}{n}---\left(7\right);$其中，L'为虚光源到所述三棱镜的距离，L为夹缝到所述三棱镜的距离；将公式(7)变形得到$L^{\′}=L-\frac{(n-1)h}{n}---\left(8\right)$将公式(8)代入公式(6)获得：$l=2(L+\frac{h}{n})(n-1)\mathrm{\α}---\left(9\right)$将公式(9)变形得到：$l=2(n-1)\mathrm{\α}L+2(n-1)\mathrm{\α}\frac{h}{n}=\mathrm{\α}L+b---\left(10\right)$公式(10)中，所述斜率a＝2(n‑1)α，所述截距将公式(11)变形得到将所述斜率a、所述截距和所述折射率n代入公式(12)求得h；步骤S5：将求得的h代入所述菲涅尔双棱镜的厚度公式为H＝2h，从而获得所述菲涅尔双棱镜的厚度H。