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专利名称：折射率的测量方法和折射率的测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及折射率的测量方法和折射率的测量装置。
背景技术：
日本专利公开No. ( “JP”)11-344313提出了这样一种方法，该方法通过两个透明板之间的间隔来将测试对象固定在所述两个透明板之间，测量透明板之间的光路长度、透明板与测试对象之间的光路长度以及测试对象中的光路长度，并基于测量结果来计算测试对象的折射率。JP 02-0087 提出了一种通过下述方式测量测试对象的折射率的方法，即， 将具有已知折射率和已知形状的玻璃样本和测试对象浸入具有不同折射率的两种类型的匹配油中的每一个中。JP 11-344313中所公开的方法难以在测试对象(诸如具有曲面的透镜)相对于光轴偏心或倾斜时进行测量，并且需要耗时进行严格的居中或倾斜调整。否则，测量值将会包含由于反射面的曲率的影响而导致的误差。JP 02-0087 中所公开的方法由于不同类型的油的混合而需要耗时调整匹配油的折射率。另外，在根据JP 02-0087 的方法测量具有高折射率的测试对象的透射波前中，由于具有高折射率的匹配油具有低透射率，所以检测器仅可输出弱信号，测量精度变低。

发明内容
本发明提供一种测量方法和测量装置，其可提供测试对象的折射率的快速的、高精度的测量。根据本发明的测量方法包括第一测量步骤，所述第一测量步骤将光引入到布置在第一容器中的测试对象和第一介质上，并测量测试对象的光路长度与第一介质的光路长度之和；第二测量步骤，所述第二测量步骤将光引入到包括第一介质、但不包括测试对象的区域上，并测量第一介质的光路长度；第三测量步骤，所述第三测量步骤将光引入到布置在第二容器中的测试对象和第二介质上，并测量测试对象的光路长度与第二介质的光路长度之和，第二介质具有与第一介质的折射率不同的折射率；第四测量步骤，所述第四测量步骤将光引入到包括第二介质、但不包括测试对象的区域中，并测量第二介质的光路长度；和计算步骤，所述计算步骤基于在每个测量步骤中测量的光路长度和在每个测量步骤中被测量了各光路长度的光路的实际距离来计算测试对象的折射率。从以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将变得清楚。


图1是根据第一实施例的测量装置的框图。图2是用于说明根据第一实施例的使用图1中示出的测量装置计算测试对象的折射率的过程的流程图。
图3是根据第二实施例的测量装置的框图。图4是根据第二实施例的通过图3中示出的分光计获得的干涉信号的曲线图。图5是根据第三实施例的测量装置的框图。图6是根据第三实施例的图5中示出的测量装置的变型的框图。
具体实施例方式现在，将参照附图给出根据本发明的实施例的描述。第一实施例图1是根据第一实施例的测量装置(低相干性干涉计)的框图。本实施例的测量装置通过下述方式求得测试对象的折射率，即，测量测试对象的光路长度与在其中布置测试对象的两种类型的介质中的每一个的光路长度之和以及从中移除测试对象的每个介质的光路长度。本实施例的测试对象是具有负折光力的透镜，但是测量装置可测量任何测试对象的折射率，并且测试对象可以是透镜或平板，只要测试对象是折射光学元件即可。测量装置包括光源10、干涉光学系统、反射镜(参考单元)70、被构造为容纳介质和测试对象的容器(诸如第一容器40和第二容器41)、检测器80和计算机90，并被构造为测量对象50的折射率。本实施例的测试装置可测量测试对象的群折射率、相折射率和厚度。光源10、干涉光学系统、反射镜70、容器和检测器80构成测量单元。光源10是被构造为发射具有宽波长带(或宽光谱)的低相干光的光源，诸如超辐射发光二极管(SLD)。宽带光源的相干长度Δ ζ可如下表达表达式权利要求
1.一种测量方法，包括第一测量步骤，所述第一测量步骤将光引入到布置在第一容器中的测试对象和第一介质中，并测量测试对象的光路长度与第一介质的光路长度之和；第二测量步骤，所述第二测量步骤将光引入到包括第一介质、但不包括测试对象的区域中，并测量第一介质的光路长度；第三测量步骤，所述第三测量步骤将光引入到布置在第二容器中的测试对象和第二介质中，并测量测试对象的光路长度与第二介质的光路长度之和，第二介质具有与第一介质的折射率不同的折射率；第四测量步骤，所述第四测量步骤将光引入到包括第二介质、但不包括测试对象的区域中，并测量第二介质的光路长度；和计算步骤，所述计算步骤基于在每个测量步骤中测量的光路长度和在每个测量步骤中被测量了各光路长度的光路的实际距离来计算测试对象的折射率。
2.根据权利要求1所述的测量方法，还包括以下步骤在第二测量步骤之前从第一测量步骤的第一容器取出测试对象；和在第四测量步骤之前从第三测量步骤的第二容器取出测试对象。
3.根据权利要求2所述的测量方法，其中，第一测量步骤和第二测量步骤中的每一个中的第一介质中的光路上的光在光透射方向上的间隔彼此相等，第三测量步骤和第四测量步骤中的第二介质中的光路上的光在光透射方向上的间隔彼此相等，其中，计算步骤使用以下表达式计算测试对象的群折射率 JsT (人)=(Z1 ~ ^lQ )^20 A -(Z2 ~ Z2i )ZL, L2[(^i 一 Z10) — (Z2 — Zlu )\L^LZ 其中，Ng(入。)是测试对象对于光的中心波长λ。的群折射率，Z1是第一容器中的测试对象的光路长度与第一介质的光路长度之和，Zltl是当从光的光路移除测试对象时第一容器中的第一介质的光路长度，Z2是第二容器中的测试对象的光路长度与第二介质的光路长度之和，Z20是当从光的光路移除测试对象时第二容器中的第二介质的光路长度，L1是夹着第一介质的第一容器的表面之间的在光透射方向上的间隔，L2是夹着第二介质的第二容器的表面之间的在光透射方向上的间隔。
4.根据权利要求1所述的测量方法，其中，第二测量步骤在保持第一测量步骤中测试对象在第一容器中的位置的同时，分离光，并使用与第一测量步骤的光路不同的光路将分离的光引入到第一容器中；并且其中，第四测量步骤在保持第三测量步骤中测试对象在第二容器中的位置的同时，分离光，并使用与第三测量步骤的光路不同的光路将分离的光引入到第二容器中。
5.根据权利要求1所述的测量方法，其中，第二测量步骤利用在布置在第一容器中的测试对象的入射表面上反射的光，并且其中，第四测量步骤利用在布置在第二容器中的测试对象的入射表面上反射的光。
6.根据权利要求1所述的测量方法，其中，第二测量步骤利用在布置在第一容器的入射表面与在第一容器中布置的测试对象之间并被构造为透射光的透明构件的入射表面上反射的光，并且其中，第四测量步骤利用在布置在第二容器的入射表面与在第二容器中布置的测试对象之间的透明构件的入射表面上反射的光。
7.根据权利要求1所述的测量方法，其中，第一容器与第二容器相同。
8.根据权利要求1、4、5、6和7中的任何一个所述的测量方法，其中，计算步骤使用以下表达式计算测试对象的群折射率其中，Ng(Ac)是测试对象对于光的中心波长λ。的群折射率，Z1是第一容器中的测试对象的光路长度与第一介质的光路长度之和，Zltl是当从光的光路移除测试对象时第一容器中的第一介质的光路长度，Z2是第二容器中的测试对象的光路长度与第二介质的光路长度之和，Z20是当从光的光路移除测试对象时第二容器中的第二介质的光路长度，L1是夹着测试对象和第一介质的第一容器的表面之间的在光透射方向上的间隔，Lltl是夹着第一介质的第一容器的表面之间的在光透射方向上的间隔，L2是夹着测试对象和第二介质的第二容器的表面之间的在光透射方向上的间隔，L2tl是夹着第二介质的第二容器的表面之间的在光透射方向上的间隔。
9.一种测量装置，包括测量单元，其被构造为将光引入到布置在第一容器中的测试对象和第二介质中，并测量测试对象的光路长度与第一介质的光路长度之和；将光引入到包括第一介质、但不包括测试对象的区域中，并测量第一介质的光路长度；将光引入到布置在第二容器中的测试对象和第二介质中，并测量测试对象的光路长度和第二介质的光路长度之和；将光引入到包括第二介质、但不包括测试对象的区域中，并测量第二介质的光路长度，第二介质具有与第一介质的折射率不同的折射率；和计算器，其被构造为基于由测量单元测量的光路长度和被测量了各光路长度的光路的实际距离来计算测试对象的折射率。
10.根据权利要求9所述的测量装置，其中，被构造为夹着测试对象的第一容器的表面是平坦表面。
11.根据权利要求9所述的测量装置，其中，被构造为夹着测试对象的第二容器的表面是平坦表面。
12.根据权利要求9所述的测量装置，其中，测量单元包括低相干性干涉计，并且其中，低相干性干涉计包括光源，其被构造为发射低相干性光；干涉光学系统，其被构造为分离来自光源的低相干性光，将分离的光引向测试对象和参考单元，并使得由被构造为夹着测试对象的表面对光进行反射而得到的测试光和由参考单元对光进行反射而得到的参考光能够彼此干涉；和检测器，其被构造为检测由测试光和参考光形成的干涉光的强度。
13.根据权利要求9所述的测量装置，其中，测量单元还包括被构造为当第一容器和第二容器为空时使得测试光与参考光之间的光路长度差为零的单元。
全文摘要
本申请涉及折射率的测量方法和折射率的测量装置。该测量方法包括测量第一容器中的测试对象与第一介质的光路长度之和；将光引入到包括第一介质、但不包括测试对象的区域中，并测量第一介质的光路长度；测量第二容器中的测试对象与第二介质的光路长度之和，第二介质具有与第一介质的折射率不同的折射率；将光引入到包括第二介质、但不包括测试对象的区域中，并测量第二介质的光路长度；基于测量的光路长度和被测量了各光路长度的光路的实际距离来计算测试对象的折射率。
文档编号G01N21/45GK102435584SQ201110268850
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月13日 优先权日2010年9月16日
发明者杉本智洋 申请人:佳能株式会社