JPS6338091B2 - - Google Patents
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- JPS6338091B2 JPS6338091B2 JP18659981A JP18659981A JPS6338091B2 JP S6338091 B2 JPS6338091 B2 JP S6338091B2 JP 18659981 A JP18659981 A JP 18659981A JP 18659981 A JP18659981 A JP 18659981A JP S6338091 B2 JPS6338091 B2 JP S6338091B2
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- JP
- Japan
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- refractive index
- wavelength
- group refractive
- vacuum
- interferometer
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/45—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length using interferometric methods; using Schlieren methods
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、群屈折率を高精度に測定する方法に
関するものである。
関するものである。
高精度な干渉計測の場合、一般に空気の位相屈
折率が必要であるが、２波長の合成波長による干
渉計測の場合、以下に詳述するように群屈折率が
必要である。この群屈折率は、現在、測距儀など
においても不可欠なものであり、従つて、この群
屈折率の値を高精度に測定可能とすることには技
術的に大きな意義がある。
折率が必要であるが、２波長の合成波長による干
渉計測の場合、以下に詳述するように群屈折率が
必要である。この群屈折率は、現在、測距儀など
においても不可欠なものであり、従つて、この群
屈折率の値を高精度に測定可能とすることには技
術的に大きな意義がある。
本発明は、このような群屈折率を極めて簡単な
手段により高精度に測定する方法を提供しようと
するものであり、波長λ1とそれより少し小さい波
長λ2の光束をそれらの光軸をそろえて光路に真空
部を有する干渉計に入射し、両光束による干渉縞
を検出部で同時に検出し、媒質と真空に関する検
出器出力信号の位相差を測定することによつて群
屈折率を求めることを特徴とするものである。
手段により高精度に測定する方法を提供しようと
するものであり、波長λ1とそれより少し小さい波
長λ2の光束をそれらの光軸をそろえて光路に真空
部を有する干渉計に入射し、両光束による干渉縞
を検出部で同時に検出し、媒質と真空に関する検
出器出力信号の位相差を測定することによつて群
屈折率を求めることを特徴とするものである。
以下に本発明の方法についてさらに詳細に説明
する。
する。
２光束干渉計において、波長λ1とそれよりも少
し小さい波長λ2の光束の強度干渉による干渉縞を
同じ検出器で同時に検出すると、モアレ縞的にλ1
とλ2との合成波長 λs＝λ1λ2／（λ1−λ2） に対応する正弦状の干渉縞信号が生じる。
し小さい波長λ2の光束の強度干渉による干渉縞を
同じ検出器で同時に検出すると、モアレ縞的にλ1
とλ2との合成波長 λs＝λ1λ2／（λ1−λ2） に対応する正弦状の干渉縞信号が生じる。
この合成波長λsによる干渉縞は、分散特性を持
つた透過媒質中において、位相屈折率ではなく、
群屈折率によつて規定される。
つた透過媒質中において、位相屈折率ではなく、
群屈折率によつて規定される。
即ち、媒質中における合成波長λsoは、n1，n2
及びnsをそれぞれ波長λ1，λ2、及び合成波長λsに
ついての屈折率としたとき、 λso＝λs／ns＝λ1／n1＋λ2／n2／λ1／n1−λ2／n
2＝λ1λ2／n2λ1−n1λ2 によつて与えられ、ここでλ2がλ1より少しだけ小
さいことから、 λ1＝λ2＋δλ n1＝n2−δn と置くと、 λso＝λs／ns＝λ1λ2／n2（λ2＋δλ）−（n2−δn
）λ2 ＝λ1λ2／n2δλ＋δnλ2＝λ1λ2／δλ／n2
＋λ2（δn／δλ） ＝λs／n2＋λ2（δn／δλ） となり、従つて前記屈折率nsは、 ns＝n2＋λ2（δn／δλ） によつて与えられ、この式の右辺は群屈折率その
ものである。従つて合成波長λsについての媒質中
における屈折率が（λ1＋λ2）／２の波長における
群屈折率によつて規定されることがわかる。従つ
て、２波長の同時干渉によつて発生する合成波長
の位相を真空セルの外と中に関して測定すれば、
これらの位相差から真空セルの外の媒質の群屈折
率が求められる。
及びnsをそれぞれ波長λ1，λ2、及び合成波長λsに
ついての屈折率としたとき、 λso＝λs／ns＝λ1／n1＋λ2／n2／λ1／n1−λ2／n
2＝λ1λ2／n2λ1−n1λ2 によつて与えられ、ここでλ2がλ1より少しだけ小
さいことから、 λ1＝λ2＋δλ n1＝n2−δn と置くと、 λso＝λs／ns＝λ1λ2／n2（λ2＋δλ）−（n2−δn
）λ2 ＝λ1λ2／n2δλ＋δnλ2＝λ1λ2／δλ／n2
＋λ2（δn／δλ） ＝λs／n2＋λ2（δn／δλ） となり、従つて前記屈折率nsは、 ns＝n2＋λ2（δn／δλ） によつて与えられ、この式の右辺は群屈折率その
ものである。従つて合成波長λsについての媒質中
における屈折率が（λ1＋λ2）／２の波長における
群屈折率によつて規定されることがわかる。従つ
て、２波長の同時干渉によつて発生する合成波長
の位相を真空セルの外と中に関して測定すれば、
これらの位相差から真空セルの外の媒質の群屈折
率が求められる。
第１図は上述した原理に基づいて空気の群屈折
率を測定する干渉計の構成を示すもので、波長λ1
のレーザ光源１及び波長λ2のレーザ光源２を備
え、これらの光源からのレーザ光はハーフミラー
等からなるビーム混合器３において混合される。
上記レーザ光源１，２としては、例えば
0.63μmHe―Neレーザと0.61μmHe―Heレーザを
用い、あるいは0.51μmArイオンレーザと
0.49μmArイオンレーザを用いることができ、さ
らに色素レーザなどの２波長同時発振レーザを用
いることもできる。
率を測定する干渉計の構成を示すもので、波長λ1
のレーザ光源１及び波長λ2のレーザ光源２を備
え、これらの光源からのレーザ光はハーフミラー
等からなるビーム混合器３において混合される。
上記レーザ光源１，２としては、例えば
0.63μmHe―Neレーザと0.61μmHe―Heレーザを
用い、あるいは0.51μmArイオンレーザと
0.49μmArイオンレーザを用いることができ、さ
らに色素レーザなどの２波長同時発振レーザを用
いることもできる。
これらの光源からのレーザ光は、光軸をそろえ
て干渉計に入射され、即ちコリメータ４を経てハ
ーフミラー等からなるビーム分割器５に投射さ
れ、ここで参照鏡６に向う反射光と反射鏡７に至
る透過光に分割される。分割された一方の光路即
ちビーム分割器５と反射鏡７との間には、空気に
ついての測定を行うために真空ポンプ８に接続し
た真空セル９等の真空部を配設しているが、一般
的には測定しようとする試料が配設され、光束の
一部がこの試料中を透過する。参照鏡６及び反射
鏡７からの反射光はそれぞれもとの光路を戻つて
ビーム分割器５に入り、このビーム分割器５を透
過または反射して光軸が一致し、集光レンズ１０
で集光される。
て干渉計に入射され、即ちコリメータ４を経てハ
ーフミラー等からなるビーム分割器５に投射さ
れ、ここで参照鏡６に向う反射光と反射鏡７に至
る透過光に分割される。分割された一方の光路即
ちビーム分割器５と反射鏡７との間には、空気に
ついての測定を行うために真空ポンプ８に接続し
た真空セル９等の真空部を配設しているが、一般
的には測定しようとする試料が配設され、光束の
一部がこの試料中を透過する。参照鏡６及び反射
鏡７からの反射光はそれぞれもとの光路を戻つて
ビーム分割器５に入り、このビーム分割器５を透
過または反射して光軸が一致し、集光レンズ１０
で集光される。
このようにして、波長λ1とλ2の光束による各干
渉が生じ、真空セル９を透過した光束による干渉
縞は真空セルの管径に対応した大きさの反射鏡１
１で反射して検出器１２により検出され、真空セ
ル９を透過しない光束による干渉縞は反射鏡１１
のまわりを通つて検出器１３により検出される。
渉が生じ、真空セル９を透過した光束による干渉
縞は真空セルの管径に対応した大きさの反射鏡１
１で反射して検出器１２により検出され、真空セ
ル９を透過しない光束による干渉縞は反射鏡１１
のまわりを通つて検出器１３により検出される。
波長λ1及びλ2の光束による干渉縞をそれぞれ同
時に検出した各検出器１２，１３の出力は、増幅
器１４，１５、２乗算器１６，１７、ローパスフ
イルタ１８，１９を通すことによりコントラスト
を強めてレコーダ２０に送られ、参照鏡を掃引装
置２１で掃引することによつて生じる干渉縞信号
Ｓがレコーダ２０に記録される。そして、これら
の正弦状の干渉縞信号は群屈折率で規定されるの
で、これらの位相差φを測定すると、真空セルの
長さをＬとして、空気の群屈折率nsが、 ns＝１＋（ｍ＋φ）／2L によつて高精度に求められる。なぜなら、ｍは自
然数であり、従来の精度の悪い方法からでも一義
的に決定されるからである。
時に検出した各検出器１２，１３の出力は、増幅
器１４，１５、２乗算器１６，１７、ローパスフ
イルタ１８，１９を通すことによりコントラスト
を強めてレコーダ２０に送られ、参照鏡を掃引装
置２１で掃引することによつて生じる干渉縞信号
Ｓがレコーダ２０に記録される。そして、これら
の正弦状の干渉縞信号は群屈折率で規定されるの
で、これらの位相差φを測定すると、真空セルの
長さをＬとして、空気の群屈折率nsが、 ns＝１＋（ｍ＋φ）／2L によつて高精度に求められる。なぜなら、ｍは自
然数であり、従来の精度の悪い方法からでも一義
的に決定されるからである。
以上に詳述したところから明らかなように、本
発明によれば、極めて簡単な手段によつて容易に
群屈折率を測定することができ、しかも光波干渉
を利用しているのでその群屈折率を極めて高精度
に求めることができる。
発明によれば、極めて簡単な手段によつて容易に
群屈折率を測定することができ、しかも光波干渉
を利用しているのでその群屈折率を極めて高精度
に求めることができる。
第１図は本発明の実施に用いる装置の構成図で
ある。 １２，１３……検出器。
ある。 １２，１３……検出器。
Claims (1)
- １ 波長λ1とそれよりも少し小さい波長λ2の光束
をそれらの光軸をそろえて二光束形干渉計の一方
の光路の視野の一部に真空部を有する干渉計に入
射し、両光束による干渉縞を検出器で検出した後
２乗・フイルタリングの処理を行い、真空部とそ
れ以外の２種類の信号の位相差を測定することに
よつて群屈折率を求めることを特徴とする群屈折
率の高精度測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18659981A JPS5887447A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 群屈折率の高精度測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18659981A JPS5887447A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 群屈折率の高精度測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5887447A JPS5887447A (ja) | 1983-05-25 |
| JPS6338091B2 true JPS6338091B2 (ja) | 1988-07-28 |
Family
ID=16191372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18659981A Granted JPS5887447A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | 群屈折率の高精度測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5887447A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004286575A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光学材料の群屈折率精密計測方法及び装置 |
| JP2007114206A (ja) * | 2006-11-30 | 2007-05-10 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光学材料の群屈折率精密計測方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2694201B2 (ja) * | 1988-11-16 | 1997-12-24 | 日本電信電話株式会社 | 分散測定方法およびその装置 |
| JP2017003434A (ja) * | 2015-06-10 | 2017-01-05 | キヤノン株式会社 | 屈折率の計測方法、計測装置、光学素子の製造方法 |
| CN108318420A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-07-24 | 北京航天计量测试技术研究所 | 一种用于高精度气体折射率测量的光路结构 |
-
1981
- 1981-11-20 JP JP18659981A patent/JPS5887447A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004286575A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光学材料の群屈折率精密計測方法及び装置 |
| JP2007114206A (ja) * | 2006-11-30 | 2007-05-10 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光学材料の群屈折率精密計測方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5887447A (ja) | 1983-05-25 |
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