一种光学玻璃折射率数据处理方法及系统

技术领域

本发明一般地涉及玻璃测试技术领域，具体涉及一种光学玻璃折射率数据处理方法及系统。

背景技术

玻璃的折射率为光在真空中传播的速度与光在此种型号的玻璃中传播的速度之比，它是玻璃的一种特性。现有技术中，无色光学玻璃折射率是采用最小偏向角法直接进行测量。为了获得准确的测量结果，通常需要设置参考物，在玻璃的折射率测试中上述参考物通常包括一类玻璃。一类玻璃的选择标准又包括折射率、色散、光吸收、应力双折射、光学均匀性等。其中，上述的标准可以根据出厂产品的参数要求选择一样或者几样为一类标准进行调整。

在实际的生产过程中，采用满足测试要求的样品进行测试固然好，但是在实际生产过程中找到同时满足折射率、色散、光吸收以及应力双折射均为一类且光学均匀性为二类的玻璃难度很大，而且样品加工被测顶角的两个面精度最好达到λ/10，且顶角角度误差小于±5′，因此，在实际样品加工的过程中，需要大量的选择材料进行加工、测试，直到各项要求都满足为止，加工成本以及加工难度也是相当大。所以，如何在实际选择样品材料时选用非一类的材料进行样品加工，测量得出的数据，然后对此数据进行科学合理的处理得到一类材料加工的样品测出的数据成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

为了至少解决上述背景技术部分所描述的技术问题，本发明提出了一种光学玻璃折射率数据处理方法及系统。利用本发明的方案，能够解决测试样品材料挑选困难以及加工成本高的问题。鉴于此，本发明在如下的多个方面提供解决方案。

本发明的第一方面提供了一种光学玻璃折射率数据处理方法，包括：利用精密测角仪获得光学玻璃的多个折射率，并以波长为横轴、折射率为纵轴，得到多条不同折射率与波长形成的曲线；所述多个折射率包括折射率nd、nF、nC,其中，n表示折射率，角标d，F，C分别表示与夫琅和费光谱中某一固定谱线的波长相同的光；根据所述折射率nd，计算色散误差与阿贝数；将所述色散误差与预设值进行比较；如果所述色散误差小于等于所述预设值，则根据实测nd和标准nd的差值修正其他谱线，以得到标准样本数据；所述其它普线包括nF、nC与波长的曲线；如果所述色散误差大于所述预设值，则根据实测nd和标准nd的差值修正对应谱线，得到一组修正后的实测数据，计算出实测阿贝数v

在一个实施例中，所述根据所述折射率nd计算色散误差与阿贝数，包括：通过nF-nC计算所述色散误差，其中，nF表示介质在F线处的折射率的实测值，nC表示介质在C线处的折射率的实测值；通过vd＝(nd-1)/(nF-nC)计算所述阿贝数,所述阿贝数vd用于体现光学玻璃色散的大小，vd小色散就大，vd大色散就小。

在一个实施例中，所述修正，包括：以实测的阿贝数vd曲线减去标准的阿贝数vd曲线得到差值，再将所述补偿到实测的数据，从而得到标准数据。

在一个实施例中，所述阈值根据实际需要进行选择。

本发明的第二方面提供了一种光学玻璃折射率数据处理系统，运行上述任一项所述的光学玻璃折射率数据处理方法。

利用本发明所提供的方案，通过把折射率与波长形成的曲线以nd为中心进行旋转，得到标准色散的相应各个波长的折射率值，即一类材料加工的样品测出的数据。从而解决实现了选用非一类的材料进行样品加工，测量得出的数据进行科学合理的处理得到一类材料加工的样品测出的数据。从而降低了进行玻璃生产过程中的测试成本。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是示出根据本发明实施例的折射率测量原理图；

图2是示出根据本发明实施例的折射率数据处理方法；

图3是示出根据本发明实施例的标准折射率测量原理。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应当理解，本发明的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施方式的目的，而并不意在限定本发明。如在本发明说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本发明说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

下面结合附图来详细描述本发明的具体实施方式。

图1是示出根据本发明实施例的折射率测量原理图。无色光学玻璃折射率是采用最小偏向角法直接进行测量，参考图1。光线通过折射棱镜时会发生偏折，当入射角等于出射角时，则入射光线和出射光线的夹角具有最小值，称为最小偏向角，用符号δ表示。

根据折射定律及各角度间的关系得折射率的计算式为：

式中：

n

A—样品顶角；

δ—真空中的最小偏向角。

现有的测试中，要求角度测试精度为±1″，折射率精度为±1.0×10-5，可测定波长范围405～1692nm。折射率、色散、光吸收及应力双折射均为一类，光学均匀性为二类且气泡、条纹均为B级的玻璃。

为了达到上述的测试要求，被测顶角的两个面精度在1/4λ以上(最好为1/10λ)，且表面疵病在5×0.05以上。顶角、最小偏向角与折射率测试范围的关系见下表1：

表1顶角、最小偏向角与折射率测试范围关系

采用满足测试要求的样品进行测试固然好，但是在实际生产过程中找到同时满足折射率、色散、光吸收以及应力双折射均为一类且光学均匀性为二类的玻璃难度很大，而且样品加工被测顶角的两个面精度最好达到λ/10，且顶角角度误差小于±5′，因此，在实际样品加工的过程中，需要大量的选择材料进行加工、测试，直到各项要求都满足为止，加工成本以及加工难度也是相当大。所以，能否有一种方法在实际选择样品材料时选用非一类的材料进行样品加工，测量得出的数据，然后对此数据进行科学合理的处理得到一类材料加工的样品测出的数据。

为了解决上述测试样品材料挑选困难以及加工成本高的问题，本发明提出了一种利用精密测角仪测试无色光学玻璃折射率数据处理方法，如图2所示，为根据本发明实施例的折射率数据处理方法。本发明的折射率数据处理方法可描述为包括步骤S100-S400：

步骤S100：利用精密测角仪获得光学玻璃的多个折射率，并以波长为横轴、折射率为纵轴，得到多条不同折射率与波长形成的曲线；所述多个折射率包括折射率nd、nF、nC,其中，n表示折射率，角标d，F，C分别表示与夫琅和费光谱中某一固定谱线的波长相同的光；

步骤S200：根据所述折射率nd，计算色散误差与阿贝数；将所述色散误差与预设值进行比较；

步骤S300：如果所述色散误差小于等于所述预设值，则根据实测nd和标准nd的差值修正其他谱线，以得到标准样本数据；所述其它普线包括nF、nC与波长的曲线；

步骤S400：如果所述色散误差大于所述预设值，则根据实测nd和标准nd的差值修正对应谱线，得到一组修正后的实测数据，计算出实测阿贝数v

如图3所示为根据本发明实施例的标准折射率测量原理。如图3所示，本发明所采用的技术方案是：把折射率与波长形成的曲线以nd为中心进行旋转，得到标准色散的相应各个波长的折射率值，即一类材料加工的样品测出的数据。

利用精密测角仪测出一组数据，计算出色散nF-nC或nF′-nC′，其中nF表示介质在F线处的折射率的实测值，nC表示介质在C线处的折射率的实测值，如果色散误差较小，则根据nd和标准nd差值，修正其他谱线，即可得到一组标准的样本数据；如果色散误差较大，则根据根据n

表2牌号玻璃的样本数据测试结果

得到的数据和标准样本数据比较，如下表3-表5：

表3H-LaK10数据比较

表4H-LaK10数据比较

表5H-LaK10数据比较

由上表可以看出，经过扭转得出的数据与标准数据误差很小，通过对各个玻璃牌号的验证，忽略测试设备自身带来的测量误差，所以此数据处理方法完全可以作为光学玻璃折射率数据处理的一种新方法。

基于图1-图3所描述的光学玻璃折射率数据处理方法，本发明第二方面还公开了一种光学玻璃折射率数据处理系统，其运行上述任一项光学玻璃折射率数据处理方法。

虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施方式是仅以示例的方式提供的。本领域技术人员在不偏离本发明思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解在实践本发明的过程中，可以采用本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。