GB/T 7962.2-2010 无色光学玻璃测试方法 第2部分：光学均匀性 斐索平面干涉法

　　ICS 81. 040. 01 N 05

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 7962.2—2010

　　代替 GB/T7962. 2—1987,GB/T7962. 4—1987

　　无色光学玻璃测试方法

　　第 2 部分:光学均匀性 斐索平面干涉法

　　Testmethodsofcolourlessopticalglass—

　　part2:opticalhomogeneity—Fizeau plano-interferometry

　　2011-01-14发布 2011-05-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

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　　中 华 人 民 共 和 国

　　国 家 标 准

　　无色光学玻璃测试方法

　　第 2 部分:光学均匀性 斐索平面干涉法

　　GB/T7962. 2—2010

　　*

　　中 国 标 准 出 版 社 出 版 发 行

　　北京复兴门外三里河北街 16号

　　邮政编码 : 100045

　　网址:www. gb168. cn

　　服务热线 :010-68522006

　　2011年 5 月第一版

　　*

　　书号 : 155066 . 1-42738

　　版权专有 侵权必究

　　GB/T 7962.2—2010

　　前 言

　　GB/T7962《无色光学玻璃测试方法》分为 20个部分 :

　　— 第 1部分 : 折射率和色散系数 ;

　　— 第 2部分 : 光学均匀性 斐索平面干涉法 ;

　　— 第 3部分 : 光学均匀性 全息干涉法 ;

　　— 第 4部分 : 折射率温度系数 ;

　　— 第 5部分 : 应力双折射 ;

　　— 第 6部分 : 杨氏模量、剪切模量及泊松比 ;

　　— 第 7部分 : 条纹度 ;

　　— 第 8部分 : 气泡度 ;

　　— 第 9部分 : 光吸收系数 ;

　　— 第 10部分 :耐 X射线性能 ;

　　— 第 11部分 :可见折射率精密测试 ;

　　— 第 12部分 :光谱内透射比 ;

　　— 第 13部分 :导热系数 ;

　　— 第 14部分 :耐酸稳定性 ;

　　— 第 15部分 :耐潮稳定性 ;

　　— 第 16部分 :线膨胀系数、转变温度和弛垂温度 ;

　　— 第 17部分 :紫外、红外折射率 ;

　　— 第 18部分 :克氏硬度 ;

　　— 第 19部分 :磨耗度 ;

　　— 第 20部分 :密度。

　　本部分为 GB/T7962的第 2部分。

　　本部分代替 GB/T7962. 2—1987《无色光学玻璃测试方法 光学均匀性平行光管测试方法》和GB/T7962. 4—1987《无色光学玻璃测试方法 光学均匀性多光束球面干涉测试方法》。

　　本部分与 GB/T7962. 2—1987和 GB/T7962. 4—1987相比 ,主要变化如下 :

　　— 调整了标准的结构 ,增加了前言、规范性引用文件、术语和定义三部分内容 ;

　　— 测试方法由多光束球面干涉法改为斐索平面干涉法。

　　本部分由中国机械工业联合会提出。

　　本部分由全国仪表功能材料标准化技术委员会(SAC/TC419)归口。

　　本部分负责起草单位 :成都光明光电股份有限公司。

　　本部分主要起草人 :吴自强、周侄侄、田丰贵。

　　本部分所代替标准的历次版本发布情况为 :

　　—GB/T7962. 2—1987;GB/T7962. 4—1987。

　　I

　　GB/T 7962.2—2010

　　无色光学玻璃测试方法

　　第 2部分:光学均匀性 斐索平面干涉法

　　1 范围

　　GB/T7962的本部分规定了无色光学玻璃光学均匀性的测试方法、测试步骤和数据处理等内容。本部分适用于直径或边长大于 100mm,厚度不小于 40mm 的无色光学玻璃光学均匀性的测量。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过 GB/T7962的本部分的引用而成为本部分的条款 。凡是注日期的引用文件 ,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分 ,然而 ,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本适用于本部分。

　　GB/T903 无色光学玻璃

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本部分。

　　3. 1

　　光学均匀性 opticalhomogeneity

　　同块玻璃中各点折射率相对于玻璃平均折射率的最大正、负偏差 ,分别用符号 △n+ 和 △n— 表示。 3. 2

　　斐索平面干涉 Fizeau plano-interferometry

　　标准平面与待检面之间形成一定的倾角 ,改变其间空气楔的方位和大小 ,则两相干光束的光程差沿空气楔主截面方向逐渐变化 ,从而形成等厚干涉条纹 。此种干涉称为斐索平面干涉。

　　3. 3

　　P、v 值 peak valueand valley value

　　透射波前的波峰值和波谷值。

　　以最佳理想透射波前作为“零平面”(数据统计平均平面) ,在测试口径范围内 ,规定玻璃透射波前的波峰值 P为正值 ,波谷值V 为负值。

　　3. 4

　　Pv值 peak-valley value

　　在测试口径范围内 ,透射波前的波峰—波谷值 ,用符号 PV表示 ,则 PV=P—V。

　　4 原理

　　本部分采用斐索平面干涉仪测量无色光学玻璃的光学均匀性 。样品垂直放置在干涉仪的测试光路中 ,当样品的折射率分布不均匀时 ,两次通过样品反射回来的光波波前不再是严格的平面 ,而是变成了一个曲面 ,测量透射波前的 P值、V 值和PV 值 ,利用式(1)、式(2)、式(3)分别计算被测玻璃的折射率偏差 △n、△n+ 和 △n— 。

　　5 仪器

　　5. 1 斐索平面干涉法测量光学均匀性的光学系统原理如图 1所示。

　　1

　　GB/T 7962.2—2010

　　1— 光源 , He-Ne激光 ,λ=632. 8nm;

　　2— 准直系统 ;

　　3— 标准斐索平面板 ;

　　4— 标准反射镜 , 口径不小于 300mm;

　　5— 被测玻璃 ;

　　6— 采样和数据处理系统。

　　图 1 仪器光学系统原理图

　　5. 2 仪器空测最大误差 : △(pv) =0. 07。

　　5. 3 贴置板玻璃 :光学均匀性 △n=±7×10— 7 ,直径不小于 200mm,厚度为直径的 1/5~1/10。两个工作大面抛光 ,表面粗糙度 Ra=0. 012,面形 N=0. 07, △N=0. 05,平行度不大于 10”。

　　5. 4 厚度测量仪 : ±0. 1mm。

　　6 样品

　　6. 1 样品玻璃内应无肉眼可见的条纹、气泡等夹杂物。

　　6. 2 样品尺寸根据玻璃产品大小而定 ,样品应有两个形状规则的通光面。

　　6. 3 使用贴置板时 ,样品两通光面精磨 ,平行度不大于 1I,平面度不大于 0. 03mm,表面粗糙度Ra= 1. 6。

　　6. 4 不使用贴置板时 ,样品两通光面抛光 ,平行度不大于 1I,面形 N=0. 07, △N=0. 05,表面粗糙度Ra=0. 012。

　　7 测试条件

　　7. 1 测定室温度波动 : △T<1℃/h。

　　7. 2 按样品尺寸大小 ,样品在测定室恒温的时间不少于表 1的规定。

　　7. 3 在测定室恒温的样品应分散放置 ,不允许层层叠放。

　　7. 4 折射液与样品之间的折射率差不大于 0. 0001。

　　7. 5 仪器应放置在气垫隔振平台上。

　　2

　　GB/T 7962.2—2010

　　表 1 样品恒温时间表

　　样品边长或直径/

　　mm

　　样品厚度/mm

　　40~70

　　70~100

　　100~150

　　150~200

　　恒温时间/h

　　100~150

　　24

　　32

　　40

　　48

　　150~200

　　32

　　40

　　48

　　56

　　200~300

　　40

　　48

　　56

　　64

　　300~400

　　48

　　56

　　64

　　72

　　400~500

　　56

　　64

　　72

　　80

　　500~600

　　64

　　72

　　80

　　88

　　600~700

　　72

　　80

　　88

　　96

　　700~800

　　80

　　88

　　96

　　104

　　800~900

　　88

　　96

　　104

　　112

　　900~1000

　　96

　　104

　　112

　　120

　　8 测量步骤

　　8. 1 不放样品 ,进行空测 ,仪器空测 Pv值应不大于 0. 07。

　　8. 2 把样品垂直放入测试光路 。采用加贴置板方法时 ,在样品通光面和贴置板表面涂上折射液 ,将贴置板与样品表面紧密磨合排除气泡 ,紧贴在一起 。如果样品经过抛光 ,并且达到 6. 4 的要求 ,可不用贴置板 ,直接将样品垂直放入测试光路中进行测试。

　　8. 3 对测试区域产生的干涉条纹进行采样测量和数据处理 ,得到透射波前的 P值、v 值和 Pv 值。

　　8. 4 对于口径大于贴置板或仪器口径的玻璃 ,则采用分区测量的方法进行测量 。重复 8. 2~8. 3步骤 ,分别测量出每个区域的 P1、v1 ;P2、v2 ;P3、v3 …… ,(Pv)1、(Pv)2、(Pv)3 …… ,并从中选出最大的 Pv值作为测量结果。

　　8. 5 用厚度测量仪测量样品的通光厚度 L,并记录结果。

　　9 数据处理

　　9. 1 将 Pv值、P值、v 值、L值和λ值代入式(1)、式(2)、式(3)、式(4) 中 ,分别计算出 △n+ 、△n— 和 △n。

　　△n ………………………………( 1 )

　　式中 :

　　△n— 在测试口径范围内 ,被测玻璃各点折射率绝对值的最大偏差 ;

　　L— 被测样品的通光厚度 ,单位为毫米(mm) ; Pv— 透射波前的波峰-波谷值 ;

　　λ— 测试用光波波长 ,单位为纳米(nm)。

　　△n ………………………………( 2 )

　　式中 :

　　△n+ — 在测试口径范围内 ,玻璃中各点折射率相对于玻璃平均折射率的最大正偏差 ;

　　P— 透射波前的波峰值 ;

　　L— 被测样品的通光厚度 ,单位为毫米(mm)。

　　GB/T 7962.2—2010

　　— .

　　△n ………………………………( 3 )

　　式中 :

　　△n— — 在测试口径范围内 ,玻璃中各点折射率相对于玻璃平均折射率的最大负偏差 ;

　　GB T 7962 2 2010

　　/

　　v— 透射波前的波谷值。

　　△n= △n+ — △n— ………………………………( 4 )

　　9. 2 光学均匀性定类

　　根据计算出的 △n+ 、△n— 和 △n值 ,按 GB/T903中的有关规定确定被测玻璃的光学均匀性类别。

　　9. 3 光学均匀性 △n的测量不确定度为 ±1×10— 6。

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