眼镜镜片折射率测量方法与实验研究(2)_毕业论文

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眼镜镜片折射率测量方法与实验研究(2)

本文主要介绍的是近视眼镜镜片。我们所佩戴的近视眼镜镜片按材料可以分为玻璃镜片和树脂镜,而树脂镜片又可以分为球面镜片和非球面镜片。当然也可以按照折射率分为1。49、1。56、1。61、1。66等。

在为了保证眼镜镜片的成像质量,准确测量出眼镜镜片的折射率显得越来越重要。随着光学材料的不断更新,眼镜片的制作肯定会用到更多的高折射率树脂材料。折射率的大小对于树脂镜片来说相当重要,因为折射率的偏差势必会引起眼镜镜片顶焦度的变化,并且高折射率的镜片重量比较轻,方便使用者佩戴。但是由于高折射率镜片的价格比较高,有的商家用低折射率镜片代替高折射率镜片,欺骗消费者。那么精确地测量出眼镜镜片的折射率就十分重要了。本文采取软件仿真与实验验证的方法,得到眼镜镜片的折射率

2眼镜镜片的理论设计文献综述

2。1  测量折射率的常用方法

测量眼镜镜片折射率有很多方法,如:V形棱镜法、最小偏向角法以及全反射法(阿贝仪测量法)。如果实验采用的是最小偏向角法,那么实验对待测样品的要求比较高,一方面要将待测样品加工成三棱镜形状外,另一方面对所加工成的三棱镜顶角以及其中两个平面的平面度有较高的精度要求;如果使用阿贝折射计临界角法,实验的测量结果一般能精确到4位有效数字[1]。但是这种方法也有本身的缺点:所用到的计算公式相对复杂,实验中引起误差的因素较多,而且对待测样品的折射大小也有要求,不能大于1。7。

下面简单介绍一下测量眼镜镜片折射率的几种方法:

V形棱镜法:当一束平行光沿着垂直于V棱镜入射面的方向进入棱镜后,如果被测样品的折射率与V形棱镜本身的折射率相同时,此时的光学系统可以看作是一个折射率均匀的物体,那么光线就不会偏折地通过V形棱镜而射出。若与不同时,也就是说被测样品和V棱镜的折射率不一样时[9]。根据折射定律,出射光线相对入射光线方向肯定会有一定的偏折角度。设出射光线和入射光线之间的夹角为,对光线通过的光路中各个面上依次运用折射定律便可得出以下的关系:

                 

 V棱镜法该测量方法需要将待测样品打磨两个平面,使它们两个面的夹角为90度,然后把待测样品放置在测量装置中。考虑到在样品打磨过程中会产生一定的误差,“V”形棱镜与待测样品两个面之间会存在很小的空隙,这些间隙中空气会影响测量精度,所以这时就需要在两者中间添加适量的液体来填充原本存在的空隙,该液体叫做折射率液,它的折射率应该与待测样品的折射率相近[2]。

折射率液在整个实验中有以下几个作用,其一是防止光线在样本与V棱镜之间的界面上发生全发射;其二是如果样本的两个面不是标准的90度角,考虑到添加的折射率液的作用,可以把它近似看作一个准确的90度角;最后一个作用是样品表面只需要细磨,就不用抛光等后续操作了。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-

如果被测样品的折射率n和已知V棱镜的折射率n0相同,那么垂直入射通过V棱镜的平行光在两接触面上不会发生光线偏折。如果被测样品的折射率与已知的V棱镜的折射率不同,那么光线在两者的接触面上肯定会发生一定角度的偏折,最后出射光线相对于入射光线就会产生一个偏折角θ,我们很容易得出结论:偏折角θ的大小和被测样品的折射率n有关。

测量过程中,如果出射光线相对于入射光线向上发生了偏折,这说明n>n0,待测样品的折射率大于V棱镜折射率,公式(2-1)中的根号下取正号;如果出射光线相对于入射光线向下偏折,则说明n<n0,待测样品的折射率小于V棱镜的折射率,公式(2-1)中的根号下取负号[4]。 (责任编辑:qin)