JIS B 7072-2:2020 光学ガラスにおける屈折率の温度係数の測定方法―第２部：干渉法

                                                                                 B 7072-2 : 2020

pdf 目 次

ページ

•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[1]
•  3 用語及び定義・・・・[1]
•  4 測定原理・・・・[1]
•  5 測定装置・・・・[3]
•  5.1 一般・・・・[3]
•  5.2 光源・・・・[4]
•  5.3 温度可変容器・・・・[5]
•  5.4 平面板・・・・[5]
•  5.5 検出器・・・・[7]
•  5.6 温度計・・・・[7]
•  5.7 気圧計・・・・[7]
•  6 測定試料・・・・[7]
•  7 測定手順・・・・[7]
•  8 計算方法・・・・[8]
•  8.1 絶対屈折率の温度係数・・・・[8]
•  8.2 測定試料の線膨張係数・・・・[8]
•  8.3 相対屈折率の温度係数・・・・[9]
•  9 屈折率の温度係数の表し方・・・・[10]
•  10 測定報告書・・・・[10]
•  附属書A(規定)屈折率の温度係数を用いた任意の温度における測定試料の絶対屈折率の計算・・・・[12]
•  附属書B(規定)空気の屈折率の計算式及び空気の屈折率の温度係数の計算式・・・・[15]

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――――― [JIS B 7072-2 pdf 1] ―――――

B 7072-2 : 2020

まえがき

  この規格は,産業標準化法第12条第1項の規定に基づき,一般社団法人日本光学硝子工業会(JOGMA)
及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,一般社団法人日本光学硝子工業会の団体規格(JOGIS 18)
を基に作成した産業標準原案を添えて日本産業規格を制定すべきとの申出があり,日本産業標準調査会の
審議を経て,経済産業大臣が制定した日本産業規格である。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本産業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。
  JIS B 7072の規格群には,次に示す部編成がある。
    JIS B 7072-1 第1部 : 最小偏角法
    JIS B 7072-2 第2部 : 干渉法

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――――― [JIS B 7072-2 pdf 2] ―――――

                                       日本産業規格                             JIS
                                                                           B 7072-2 : 2020

光学ガラスにおける屈折率の温度係数の測定方法−第2部 : 干渉法

Measuring method for temperature coefficient of refractive index of optical glass-Part 2: Interferometry

1 適用範囲

  この規格は,干渉法を用いて光学ガラスの温度変化に伴う光路長の変化を干渉じま(縞)の明暗変化の
周期数で読み取り,その光路長の変化から屈折率の温度係数を算出する測定方法について規定する。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS B 7072-1 光学ガラスにおける屈折率の温度係数の測定方法−第1部 : 最小偏角法
    JIS Z 8120 光学用語

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS B 7072-1及びJIS Z 8120による。

4 測定原理

  測定試料長L及び絶対屈折率nabsである平行平面に研磨された光学ガラス試料表面に,垂直に光源から
の光が入射すると,その表面及び裏面の反射光の干渉作用によって干渉じま(縞)が生じる。この測定試
料に連続的に温度変化を与えたとき,測定試料の測定試料長変化(ΔL)及び屈折率変化(Δnabs)によって,
測定試料内光路往復における光路長の変化(2×Δs)が生じる。この光路長の変化を,干渉じま(縞)の
明暗変化の周期の数[p(以下,周期数という。)]として読み取る。同時に測定試料の温度変化(ΔT)も
読み取り,光路長変化の温度係数を算出する。この光路長変化の温度係数は,屈折率の温度係数起因の光
路長変化の温度係数[(Δnabs/ΔT)×L]と線膨張起因の光路長変化の温度係数[(ΔL/ΔT)×nabs]との和で表さ
れる[式(1)参照]。屈折率の温度係数は,光路長変化の温度係数(Δs/ΔT)と(1/L)の積から,所定温度
範囲の線膨張係数[ΔL/(L×ΔT)]と屈折率との積を減じることによって求められる[式(2)及び式(3)参照]。
                          s    nabs     L
                                    L      nabs (1)
                          T     T       T
                          nabs 1    s  1    L
                                               nabs (2)
                           T   L    T  L    T
  また,線膨張係数をαとして,式(3)のように表すことも可能である。

――――― [JIS B 7072-2 pdf 3] ―――――

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B 7072-2 : 2020
                          nabs 1    s
                                          nabs (3)
                           T   L    T
  干渉法での光路長変化は,フィゾー干渉法の往復光路による係数(1/2),干渉じま(縞)の明暗変化の
周期数(p)及び入射光の波長(λ)を用いて,式(4)によって算出する。
                             1
                          s     p     (4)
                             2
  式(4)を式(3)に代入すると,式(5)となって絶対屈折率の温度係数が得られる。
                          nabs 1   p
                                             nabs (5)
                           T   2  L   T
  線膨張起因の光路長変化を取り除く項(−α×nabs)の測定試料の屈折率は,式(5)では絶対屈折率(nabs)
であるが,相対屈折率(nrel)を計算に用いてもその差は微小であり,一般の光学ガラスの屈折率の温度係
数で最大6×10−9 K−1程度の差にとどまる。したがって,データ取扱いの簡便性を考慮し,絶対屈折率の
温度係数は,相対屈折率を用いた式(6)を用いて算出してもよい。
                          nabs 1   p
                                             nrel (6)
                           T   2  L   T
  相対屈折率の温度係数は,ここで求めた絶対屈折率の温度係数によって8.3の式(10)で算出する。そこで
必要な,ΔTの温度幅の上下境界温度における絶対屈折率は,基準温度T0で測定した相対屈折率nrel(T0) を
用いて,附属書Aに示す計算式から算出する。
  測定原理の概念図を図1に示す。この図は,測定試料の温度が変化したときに屈折率及び測定試料長の
変化が生じることによって光路長が変化し,測定試料の裏面反射光の位相がずれることが原因で,裏面反
射光と表面反射光との干渉光の強度に変化が生じることを示している。

――――― [JIS B 7072-2 pdf 4] ―――――

                                                                                              3
                                                                                 B 7072-2 : 2020
               図1−温度変化に伴う測定試料内の光路長変化及び反射光の干渉の概念図

5 測定装置

5.1 一般

  測定装置は,干渉じま(縞)の明暗変化の周期数の読取りが1/10周期以下の分解能で,測定試料そのも
のが干渉空間を構成するフィゾー干渉式の測定装置を用いる。測定装置の概略図の一例を図2に示す。

――――― [JIS B 7072-2 pdf 5] ―――――

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