ISO 21395-1:2020
Оптика и фотоника. Метод определения показателя преломления оптических стекол. Часть 1. Метод минимального отклонения.
- Стандартный №
- ISO 21395-1:2020
- Дата публикации
- 2020
- Разместил
- International Organization for Standardization (ISO)
- Последняя версия
- ISO 21395-1:2020
- сфера применения
-
Анализ основного содержания стандарта
ISO 21395-1:2020 устанавливает первый международный стандартный метод измерения показателя преломления оптического стекла. Он использует метод минимального угла отклонения для достижения точности измерений ±1×10-5 в спектральном диапазоне от 365 до 2400 нм. Стандарт включает в себя следующие технические моменты:
Принцип испытания
Когда монохроматический свет проходит через призму образца с минимальным отклонением, показатель преломления рассчитывается следующим образом:
nrel = [sin((α+δmin)/2)] / sin(α/2)
где α — угол при вершине призмы, а δmin — минимальный угол отклонения. Стандартная диаграмма подробно описывает путь световых лучей через призму (см. рисунок 1).
Требования к конфигурации системы прибора
Компоненты Технические требования Типичная конфигурация Гониометр Разрешение ±1 угловая секунда Прецизионный механический гониометр Система источника света Управляемая спектральная полоса пропускания Ртутная лампа/He-Ne-лазер (см. Таблицу 1) Система обнаружения Многодиапазонная совместимость Фотоэлектронный умножитель/ПЗС array Сравнение длин волн стандартных источников света
В стандартном приложении приведены 22 стандартных эталонных спектральных линии, включая характерные длины волн, такие как е-линия ртутной лампы (546,07 нм) и d-линия гелиевой лампы (587,56 нм).
Характеристики подготовки призмы образца
Испытательные призмы должны соответствовать строгим геометрическим требованиям:
- Диапазон углов при вершине: 35°–80° (рассчитывается на основе ожидаемого показателя преломления)
- Длина ребра: 15–40 мм
- Точность поверхности: λ/4 при 546 нм (80% чистой апертуры)
Реальные случаи показывают, что стеклянные призмы SF57 могут гарантировать точность измерения показателя преломления только 1×10-5 при 22±0,17 ℃.
Ключевые параметры контроля окружающей среды
Параметр Диапазон регулирования Допустимые колебания Температура 20-25℃ ±0,17℃(Пример) Влажность 30-70%RH ±10% Давление воздуха 86-106 кПа ±0,5 кПа
Процесс проведения теста
- Установка призмы: Отрегулируйте нормальный вектор так, чтобы он был перпендикулярен оси вращения (±3 угловые секунды)
- Измерение угла при вершине: Используйте метод автоколлимации или метод отражения (подробности см. в Приложении D)
- Измерение минимального угла отклонения: Найдите максимальную интенсивность света, вращая платформу
- Коррекция данных: Примените формулу компенсации температуры/давления (Приложение C)
Метод расчета дисперсионной характеристики
Стандарт предоставляет пять формул дисперсии для расчета показателя преломления любой длины волны:
- Формула Коши: Применима для видимой области света
- Формула Селлмайера: Подходит для широкого спектрального диапазона
- Формула Герцберга: Включает коррекцию аномальной дисперсии
Расчет числа Аббе пример
νd = (nd-1)/(nF-nC)
Стандарт требует, чтобы число Аббе было указано с точностью не менее одного десятичного знака, а первичная дисперсия — с точностью до пяти десятичных знаков.
Основные элементы отчета об испытаниях
Отчет должен включать 11 основных пунктов, в том числе:
- Номер партии призмы/номер плавки
- Измеренные значения параметров окружающей среды
- Длина волны и метод измерения
- Объяснение отклонения от стандарта
Анализ развития технологий
По сравнению с традиционным методом V-призмы метод минимального угла отклонения имеет следующие преимущества:
- Абсолютное преимущество измерения (не требуется эталонный образец)
- Более широкий спектральный диапазон
- Лучшая температурная стабильность
Стандарт впервые унифицирует технический язык поставщиков оптического стекла и производителей компонентов.
ISO 21395-1:2020 История
- 2020 ISO 21395-1:2020 Оптика и фотоника. Метод определения показателя преломления оптических стекол. Часть 1. Метод минимального отклонения.
