申请/专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所

申请日：2022-11-30

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN115825010B

主分类号：G01N21/41

分类号：G01N21/41;G01M11/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2023.04.07#实质审查的生效;2023.03.21#公开

摘要：本发明提供了一种测量光学透明块体材料折射率温度系数的方法，包括设计测量光路，实验测量过程，样品的温度场仿真以及数据处理共四个步骤，其中测量光路设计简单，由激光器输出的光束经准直垂直入射样品的入射面，然后由出射面出射，出射光垂直进入CCD相机，由CCD相机采集到整个光强分布图像，且样品需置于加热台上；实验测量过程中用计算机保存CCD相机采集的常温下的光强分布图像数据和设置温度下的光强分布图像数据；采用仿真软件进行样品在设置温度下的温度场仿真，使仿真结果与热电偶实际测量的样品各个点的温度相同。最后根据测量的光强分布图像数据和仿真的温度场数据计算出折射率温度系数即可。本发明测试装置简单易行，测出的折射率温度系数精度较高，且可以测量不同温度下的折射率温度系数。

主权项：1.一种测量光学透明块体材料折射率温度系数的方法，其特征在于，包括下列步骤：S1.构建测量光路：将样品放置在加热台，使入射光束垂直入射至该样品的入射面，并经该样品出射面射出的出射光束由CCD相机接收，该CCD相机与计算机相连；S2.实验测量过程：S2-1加热台关闭状态：CCD相机测量常温T0下出射光束的光强分布图像，并将图像数据保存在计算机中；使用标准刻度尺测量：入射光束在样品入射面的相对位置，以及样品出射面到CCD相机接收面的距离L，以及样品的长宽高分别为l、w、h，所述样品的长是光束在样品内传播方向，以及加热台的长宽高分别为l’、w’、h’；S2-2加热台开启状态：利用加热台使样品表面升温至稳定状态，加热台的设定温度Ti，TiTi-1…T0,i＝1,2,3,…；测量样品的入射面中心线从上到下j个平均分布的测温点的温度值，记为Ti入1～Ti入j，j≥3；测量样品的侧面中心线从上到下j个平均分布的测温点的温度值，记为Ti侧1～Ti侧j，j≥3；利用CCD相机测量出射光束的光强分布图像，并将图像数据保存在计算机中；S3.样品的温度场仿真：S3-1建立温度场仿真模型，输入参数包括样品和加热台的热参数，对流传热系数，表面接触热阻，样品的长宽高l,w,h以及加热台的长宽高l’,w’,h’，加热台设定温度Ti和样品的初始温度T0；输出参数包括样品在加热台设定温度为Ti时稳定状态的温度场；S3-2通过调整对流传热系数以及表面接触热阻，使从仿真温度场中提取的与S2-2中相同位置的各个点的温度值，与S2-2中相同位置的各个点的温度值Ti入1～Ti入j和Ti侧1～Ti侧j相同；S3-3由S3-2最终的温度场中提取出与S2-1中光斑在入射面的相同位置处光斑上下端的温度值，包括上端温度值Ti,up和下端温度值Ti,down；S4.数据处理S4-1计算加热台的设定温度Ti时样品的出射面光斑上下端的折射率差Δni，公式如下： 式中，D为CCD相机接收到的光斑垂直于加热台表面方向的直径，Δxi,down为光斑下端相较于常温下移动的距离，Δxi,up为光斑上端相较于常温下移动的距离；S4-2计算出射面光斑上下端温差ΔTi，公式如下：ΔTi＝Ti,down-Ti,upS4-3计算折射率温度系数，公式如下：

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权利要求：

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