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 3

                                                                                              9
                                                                   B 7076 : 2020 (ISO 17328 : 2014)
   1 光源                                 11 試料台(回転ステージ)
  2 リレー光学系                          12 目盛盤(ゴニオメータ)
   3 スリット                             13 回転アーム
  4 平面ミラー                            14 集光ユニット
  5 凹面ミラー                            15 集光ミラー
  6 回折格子                              16 検出器ユニット
  7 モノクロメータ                        17 コールドアパーチャ
  8 コリメートユニット                    18 イメージセンサ
  9 コリメートミラー                      19 冷却イメージセンサ
  10 試料プリズム                         20 コントロールユニット
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.3−イメージセンサを用いた構成
A.3 測定手順
A.3.1 初期位置
  図A.4に示すように,試料プリズムを用いずに回転アームの角度を調整することによって,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,光検出器(単素子)のスリット又はイメージセンサの
基準画素の上に設定する。この角度を,光学系の初期位置とする。測定は,初期位置が波長及び温度にわ
たる測定過程全般で安定していること,又は初期位置のいかなる変動も検出し補償することを確実にする
ために実施することが望ましい。

――――― [JIS B 7076 pdf 11] ―――――

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B 7076 : 2020 (ISO 17328 : 2014)
    1 スリット
   2 コリメートユニット
   3 コリメートミラー
   4 平面ミラー
   5 試料台(回転ステージ)
   6 目盛盤(ゴニオメータ)
   7 回転アーム
   8 集光ユニット
   9 集光ミラー
  10 検出器ユニット
                                    図A.4−光学系の初期位置
A.3.2 最小偏角
  回転アームの初期位置を設定した後,試料プリズムを試料台(回転ステージ)にセットする。その後,
これを最小偏角の条件を確立するために回転させる。波長,試料プリズム温度及び空気の温度に依存する
最小偏角δは,試料プリズムで屈折した単色光ビームを検出するように配置させた回転アームの角度と,
それが熱平衡に達するのに必要な測定前の待機時間を経た時点での初期位置における回転アームの角度と
の差異である。図A.5を参照。
  光検出器(単素子)の場合,試料台(回転ステージ)の各ステップで測定した偏角の角度は放物線状の
曲線に当てはめて,最小偏角の角度を決定する。

――――― [JIS B 7076 pdf 12] ―――――

                                                                                             11
                                                                   B 7076 : 2020 (ISO 17328 : 2014)
    1 スリット
  2 コリメートユニット
  3 コリメートミラー
  4 平面ミラー
  5 試料プリズム
  6 試料台(回転ステージ)
  7 目盛盤(ゴニオメータ)
  8 回転アーム
  9 集光ユニット
  10 集光ミラー
  11 検出器ユニット
  δ 最小偏角
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.5−最小偏角測定時の光学系の位置
  図A.6は,最小偏角の角度を確立する別の方法を示している。この方法では,試料プリズムの二つの位
置について,最小偏角の条件が確立する。すなわち,二つの位置とは,平行ビームが第1の研磨面を通し
て試料プリズムに入射する第1の位置及びもう一方の第2の研磨面から入射する第2の位置である。最小
偏角δは,二つの最小偏角位置間の回転アームの全角度偏位の半分である。

――――― [JIS B 7076 pdf 13] ―――――

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B 7076 : 2020 (ISO 17328 : 2014)
    1 スリット
   2 コリメートユニット
   3 コリメートミラー
   4 平面ミラー
   5 試料プリズム
   6 試料台(回転ステージ)
   7 目盛盤(ゴニオメータ)
   8 回転アーム
   9 集光ユニット
  10 集光ミラー
  11 検出器ユニット
   δ 最小偏角
                              図A.6−最小偏角のもう一つの測定方法

――――― [JIS B 7076 pdf 14] ―――――

                                                                                             13
                                                                   B 7076 : 2020 (ISO 17328 : 2014)
                                          附属書B
                                          (参考)
                                          誤差解析
  試料プリズムの空気に対する相対屈折率の偏差の絶対値Δnrelは,式(B.1)で評価する。
                                cos      /2  nrel cos/2 Δ   cos      /2 Δ
                         Δnrel ≦                                            (B.1)
                                                  2 sin/
  偏角誤差の絶対値Δδは,式(B.2)で与える。
                         Δ ≦Δ h   Δg  Δ 1  (B.2)
                      ここに,          α :  試料プリズムの頂角
                                       Δα :  試料プリズムの頂角の測定誤差の角度
                                        δ :  最小偏角
                                      Δδh :  人による誤差の角度
                                      Δδg :  目盛盤(ゴニオメータ)からの角度読出しの不確実性に
                                             よる角度誤差
                                      Δδ1 :  入射光線の入射角の誤差が誘起する屈折角誤差
                                      nrel :  試料プリズムの空気に対する相対屈折率
    注記 対応国際規格の式(B.1)では変数“n”と表記されているところを,より正確な表記“nrel”に置
          き換えた。また,対応国際規格にこの変数の説明がされていないため,その記載を加えた。
  |nrel| は温度に依存する。温度に不確かさΔTがある場合,|(dnrel/dT)ΔT| を|Δnrel| の式に加える。ここで,
dnrel/dTは相対屈折率の温度係数であり,ΔTは試料プリズムの測定温度の不確かさである。
  図2に示すように,切断面は,試料プリズムの入射面及び出射面に対してそれぞれ垂直である。理想的
な入射光線r0は,切断面上の最小偏角の透過光線である。図B.1に示すように,入射角度誤差をもつ入射
光線rは,切断面に対して入射角度誤差Δεをもって試料プリズムに入射し,出射する。切断面上へのrの
射影はr'である。また,図B.2に示すように,試料プリズムに入射する前は,r0とr'とは一致している。
  図B.2に示すように,r0とr'との間の屈折角誤差をΔδ1とするとき,Δδ1の絶対値は近似的に式(B.3)で表
される。
                                2
                               nrel1 tan     /2    2
                         Δ1           2
                                                Δ    (B.3)
                                      nrel
                      ここに,        nrel :  試料プリズムの空気に対する相対屈折率
                                       α :  試料プリズムの頂角
                                       δ :  最小偏角
                                      Δε :  入射光線の角度誤差
    注記 r'の屈折角は,r0の屈折角よりも大きい。

――――― [JIS B 7076 pdf 15] ―――――

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