高精度V棱鏡折射儀光機結構設計

曹 秒，郭曉雪，柳 鳴，安志勇

(1. 長春理工大學 生命科學技術學院，吉林 長春 130022；2. 長春理工大學 光電工程學院，吉林 長春 130022)

引言

光學玻璃折射率是光電儀器中光學系統設計的重要依據，其精度高低直接關系到光學系統的設計質量與成像質量好壞。因此，在制造光學玻璃以及檢測設備中，光學玻璃的折射率指標在很大程度上影響光學儀器的質量[1-2]。因此，諸多光學玻璃生產廠家急需高精度V棱鏡折射儀服務于光學玻璃生產線的檢測環節，以便得到高質量的光學玻璃。本文通過全面考慮影響光學玻璃折射率測量的因素，研制出測量精度為 ±3×10-6的高精度V棱鏡折射儀以滿足使用要求。

目前，國內V棱鏡折射儀可以達到的最高測量精度僅為 ±3×10-5[3]。本文對原有的V棱鏡折射儀的機械結構進行改進，將原有的機械測角編碼盤改為光電編碼器測量折射角，其測角精度由原來的 ±3″ 提高到 ±1″。人眼夾線對準改進為基于 CCD 成像技術的機器視覺對準。為提高成像質量，利用光柵單色儀從氙燈光源中得到足夠光強的單色光進行測量。上位機根據測量所得的折射角直接計算出待測試樣的折射率。同時考慮空氣折射率的影響，給出了修正的原理公式，在此基礎上，分析了系統的各項誤差，結合實驗驗證，證明了設計的合理性。研制的高精度V棱鏡折射儀對提高光學玻璃折射率的測量精度具有很重要的現實意義。

1 全自動V棱鏡折射儀結構組成

高精度全自動V棱鏡折射儀主要由準直光管、傳動機構、鎖緊、微調機構、軸角編碼測角機構和CCD 相機等組成，其主要組成部分如圖 1 所示。……