JIS B 7076:2020 光学及びフォトニクス―光学材料及び構成物―赤外光学材料の屈折率の測定方法 | ページ 2

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B 7076 : 2020 (ISO 17328 : 2014)

4.3 測定装置及び測定手順

  測定装置には,次のものを装備しなければならない。
a) 指定波長の単色光平行ビームを,試料プリズムに照射する手段。
b) 単色光平行ビームの,試料プリズム入射面に対する角度を変化させる手段。
c) 試料プリズムで屈折した単色光ビームの方向を決定する手段。
d) 最小偏角δを示す手段。
e) 試料プリズムの温度を測定する手段。
  最小偏角の測定装置の例を,附属書Aに示す。測定手順も,附属書Aに記載する。加えて,偏角誤差の
絶対値の求め方を,附属書Bに記載する。
    注記 測定装置の構成は,図A.1参照。

4.4 測定波長

  対象となる波長範囲内の任意の波長において屈折率の計算ができるよう,データを分散式へ曲線回帰さ
せるために,測定波長は対象波長範囲を適切にサンプリングするものでなければならない。

5 試料

5.1 試料プリズムの形状及び寸法

  試料プリズムは,測定する材料で作られたくさび形のプリズムでなければならない。入射面及び出射面
を研磨する。
  試料プリズムの形状の例を,図3に示す。相対屈折率nrelの材料についての最適な頂角(頂角の許容誤
差が最大となるような)は,式(2)による。
                                    1
                            2 arctan    (2)
                                   nrel
  低屈折率材料の場合は,この関係は望ましくない大きな頂角をもたらす可能性がある。このため,この
関係は参考とする。

――――― [JIS B 7076 pdf 6] ―――――

                                                                                              5
                                                                   B 7076 : 2020 (ISO 17328 : 2014)
   1 りょう(稜)a)
  2 面取り
  α プリズムの頂角
注a) ここでのりょう(稜)は,図に示すように試料プリズムの入射面と出射面との交線である。
                                    図3−試料プリズムの形状

5.2 面精度

  干渉計を用いて試料プリズムの入射面及び出射面の面精度を測定する。測定したパワー成分は,測定デ
ータから減算してはならない。表面の平面度誤差は,試料プリズム面の有効開口全体にわたって150 nm
P-V以下でなければならない。

6 試験報告書

  試験報告書には,次の事項を記載しなければならない。
a)   IS B 7075の5.6(名称の表記方法)に従った試料名
b) 日付,場所及び測定者名
c) 周囲の空気の温度,湿度及び気圧
d) 試料プリズムの頂角
e) 試料プリズムの温度
f)  入射面及び出射面の面精度
g) 測定波長及び波長幅(半値全幅)
h) 最小偏角の角度
i)  空気に対する相対屈折率
  c),d),e),g),h) 及びi) の値は,不確かさの値を記載する。

――――― [JIS B 7076 pdf 7] ―――――

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B 7076 : 2020 (ISO 17328 : 2014)
                                          附属書A
                                          (参考)
                                          測定装置
A.1 全般
  相対屈折率の測定装置及び測定手順の例を記載する。
  測定室では,測定時の空気の温度,気圧,湿度及び試料プリズムの温度を規定値に保つ。
A.2 測定装置
  装置は,図A.1のような部品で構成する。図A.1は,モノクロメータを用いる構成である。モノクロメ
ータを他の波長選択ユニットに置き換えてもよい。
   1 光源                                 10 試料プリズム
  2 リレー光学系                          11 試料台(回転ステージ)
  3 スリット                              12 目盛盤(ゴニオメータ)
  4 平面ミラー                            13 回転アーム
  5 凹面ミラー                            14 集光ユニット
  6 回折格子                              15 集光ミラー
  7 モノクロメータ                        16 検出器ユニット
  8 コリメートユニット
  9 コリメートミラー
注記 矢印は,試料台(回転ステージ)及び回転アームの回転を示す。
                                       図A.1−構成の概要
A.2.1 光源
  光源は,測定波長を含む光を放射する。
A.2.2 波長選択ユニット
  波長選択ユニットは,コリメートユニットの焦点に位置するスリット又はピンホールから出射する所定
の波長の光を選択する。

――――― [JIS B 7076 pdf 8] ―――――

                                                                                              7
                                                                   B 7076 : 2020 (ISO 17328 : 2014)
  回折格子モノクロメータは,光源から測定波長の単色光ビームを選択するための機構である。
  光源からの光ビームは,入口スリット又は入口ピンホールを介して回折格子モノクロメータに入射し,
選択波長の単色光ビームが出口スリット又は出口ピンホールを通過する。
  回折格子モノクロメータの光学系は,広いスペクトル範囲で回折格子モノクロメータを動作させる反射
光学部品で構成する。校正光ビームは,波長が正確に分かっている単色輝線である。校正光ビームは,回
折格子モノクロメータの波長カウンタの校正に適用する。
  光源からの光ビーム及び校正光ビームは,回折格子モノクロメータの入口スリット及び出口スリット上
の同じ位置を透過する。
  波長選択ユニットとして,バンドパスフィルタを用いることもできる。
    注記1 バンドパスフィルタによっては,中心波長が温度によってシフトする。
    注記2 回折格子モノクロメータから出射される光ビームの波長は,スリットの長手方向1) に沿って
            変化する。
      注1) 分光器波長分散方向に直交する方向。
A.2.3 コリメートユニット
  コリメートユニットは,波長選択ユニットの出口スリット又は出口ピンホールからの単色光ビームを平
行ビームにするユニットである。光学系の色収差が引き起こす誤差を避けるために反射光学系を用いる。
A.2.4 目盛盤(ゴニオメータ)
  目盛盤(ゴニオメータ)は,試料台(回転ステージ)及び回転アームで構成する。これは,回転アーム
の回転角度を読み取る機能をもつ。試料台(回転ステージ)で,試料プリズムの入射面をコリメートユニ
ットからの単色光ビームが照明する位置に試料プリズムを保持し,試料プリズムを回転させる。回転アー
ムで,集光ユニット及び検出器ユニットを回転させる。
  試料台(回転ステージ)の回転軸及び回転アームの回転軸は,試料プリズムの入射面及び出射面によっ
て規定するりょう(稜)と平行である。試料プリズムのホルダには,傾き調整機構を設ける。
  試料プリズムの切断面は,単色光ビームと平行に維持する。
  切断面は,試料プリズムのりょう(稜)に垂直な平面とする。
    注記1 最小偏角の測定角度は,単色光ビームと切断面との間の角度に応じて変化する。
    注記2 一度確立された最小偏角の状態を維持するための試料プリズム回転角度の変化と回転アーム
            角度の変化との関係は,1 : 2の固定比である。
A.2.5 集光ユニット
  集光ユニットは,目盛盤(ゴニオメータ)の回転アーム上に置かれ,試料プリズムによって屈折した単
色光ビームを集光し,波長選択ユニットの出口スリット又は出口ピンホールの像を形成する。
A.2.6 検出器
A.2.6.1 全般
  検出器ユニットは,回転アーム上の集光ユニットと一体である。
A.2.6.2 光検出器
  図A.2に示すように,スリット又はピンホールを集光ユニットの焦点面に置き,スリット又はピンホー
ルを通る単色光ビームを光検出器で検出する。必要であれば,スリット又はピンホールと光検出器との間
にリレー光学系を入れて,単色光ビームを光検出器に集光させる。その他の多くの有効な構成又は更に望
ましい構成も利用可能である。
    注記 ここでの光検出器は,受光素子に区画がなく1入力に対して1出力が対応する単素子型である。

――――― [JIS B 7076 pdf 9] ―――――

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B 7076 : 2020 (ISO 17328 : 2014)
   1 光源                                  11 試料プリズム
   2 チョッパ                              12 試料台(回転ステージ)
  3 リレー光学系                           13 目盛盤(ゴニオメータ)
   4 スリット                              14 回転アーム
  5 平面ミラー                             15 集光ユニット
  6 凹面ミラー                             16 集光ミラー
  7 回折格子                               17 検出器ユニット
  8 モノクロメータ                         18 光検出器(単素子)
  9 コリメートユニット                     19 ロックインアンプ
  10 コリメートミラー                      20 コントロールユニット
注記1 矢印は,試料台(回転ステージ)及び回転アームの回転を示す。
注記2 高い信号対雑音比を得るために,チョッパ及びロックインアンプを用いている。点滅光源を用いる場合もあ
       る。
                                  図A.2−光検出器を用いる構成
A.2.6.3 イメージセンサ
  図A.3に示すように,イメージセンサ表面には波長選択ユニット2) の出口スリット又は出口ピンホール
の像を形成する。その他の多くの有効な構成又は更に望ましい構成も利用可能である。エリアセンサを一
般的に用いる。ラインセンサを用いる場合もある。
    注記 イメージセンサが冷却タイプの場合,コールドアパーチャ又はコールドストップは,センサデ
          ュワ内に設定される。その場合,波長選択ユニットの出口スリットの像をイメージセンサ表面
          上に投影するために,集光ユニットと光検出器との間にリレー光学系が必要となる。
    注2) 図A.3における7(モノクロメータ)を指す。

――――― [JIS B 7076 pdf 10] ―――――

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