JIS R 3252:1994 ガラスのレーザ干渉法による均質度の測定方法

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             R 3252-1994

ガラスのレーザ干渉法による均質度の測定方法

Measuring method for the homogeneity of glasses by laser interferometry

1. 適用範囲 この規格は,レーザ干渉法によるガラスの屈折率の均質度の測定方法について規定する。
    備考 この規格の引用規格を,次に示す。
    JIS Z 8401 数値の丸め方
    JIS Z 8703 試験場所の標準状態
2. 用語の定義 この規格で用いる主な用語の定義は,次のとおりとする。
(1) ガラスの屈折率の均質度 単一ガラス試料の中の定められた範囲内における屈折率の変化量のうち,
    線形変化分を除いた屈折率変化量の最大値。
(2) 屈折率整合液 試料ガラスの屈折率と同一か又は非常に近い屈折率をもつ透明の液体。屈折率はレー
    ザの波長における値とする。
(3) 平面度補正板 均質度の良い光学ガラスを高精度(例えば,レーザ波長の20分の1)に研磨した平行
    平面板。試料の平面度を補正するために,試料に屈折率整合液を中間液としてはり合わせて使用する。
(4) 波面のPV値 干渉計で光が試料を1回透過したときに観測される波面の,近似した平面に対する偏
    差の最大値と最小値の差。
3. 原理 レーザ干渉計を用いて,平面度の良い試料を透過した光束の波面のPV値を測定し,試料の屈
折率の均質度を求める。
4. 測定装置 装置は,レーザ干渉計,干渉像解析装置,測定試料系,除振装置,恒温室などから構成し,
次のとおりとする(図1参照)。

――――― [JIS R 3252 pdf 1] ―――――

2
R 3252-1994
                                     図1 測定装置の構成例
(1) レーザ干渉計 レーザを光源とし,光束の波面が平面を成す光学系をもつものを用いる。干渉計につ
    いては,附属書にその例を示す。
(2) 干渉像解析装置 干渉像から波面のPV値を求めることができるものを用いる。
(3) 恒温室 干渉計及び試料系をJIS Z 8703に規定する標準状態の温度のある一点の温度に保つために使
    用する。温度制御は±0.5℃以内(温度0.5級)にすることが望ましい。
(4) 除振装置 干渉計及び試料系への外界からの振動の影響を除くことができるものを用いる。高精度測
    定のためには備えるほうがよい。
5. 試料の調製 試料は,円柱状又は角柱状とし,その厚さ(高さ)方向を観測する方向(干渉計の光束
の光軸方向)とする。観測方向の厚さは,正確な測定値を得るために十分な厚さのものとする。
  試料の両端面(光軸に垂直となる面)をレーザ波長の20分の1(波長が632.8nmの場合,約0.032     
以下の平面度に研磨する。
  上記の精密研磨を行わない場合は,平面度補正板を屈折率整合液を中間液として試料にはり合わせて測
定に用いる。平面度補正板を用いる方法については,附属書にその例を示す。このとき,屈折率整合液と
試料の屈折率は,均質度測定に影響を与えないために一致させることが望ましい。
  また,試料と平面度補正板を屈折率整合液で安定にはり合わせるため,試料の平面度はおよそ20   
下にするのがよい。
6. 操作 操作は,次のとおりとする。
(1) 測定試料系の準備 試料表面の汚れを取り除き,測定環境と同じ温度の場所で十分な時間放置し,試
    料の温度を測定環境の温度に合わせるとともに,試料内の温度を均一にする。
      平面度補正板を使用する場合は,平面度補正板の表面の汚れを取り除き,屈折率整合液,試料とと
    もに上記と同じ条件下に置く。
(2) 測定試料系の設置 試料の定められた範囲が干渉計の光束に入るように,試料を干渉計に設置する。
      平面度補正板を使用する場合は,試料の表面に屈折率整合液を挟みながら,平面度補正板をはり合
    わせる。このとき,はり合わせ面に気泡が入らないようにする。
(3) 測定の準備 設置された測定試料系は,測定環境の温度に戻るまで放置する。
      平面度補正板を使用する場合は,はり合わせ面の屈折率整合液の層の厚さが変化しなくなるまで放
    置する。
(4) 測定の操作 干渉像の干渉じま(縞)を適切な本数となるように干渉計の光学系を調整し,測定する。
(5) 解析の操作 干渉像から,測定試料系を透過した光束の波面のPV値を求める。

――――― [JIS R 3252 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                                                    R 3252-1994
7. 測定 測定は,次のとおり行う。
(1) 測定は,6.の(4),(5)の一連の操作を繰り返して2回以上行うほうがよい。平均値をもって測定値とす
    る場合は,結果の報告にその旨を記載する。
(2) 干渉計の光学系の波面の乱れ,平面度補正板の屈折率の均質度及び平面度による波面の乱れは測定結
    果の誤差となる。このため,測定試料系を透過した光束の波面についてこれらの誤差を補正し,補正
    後の波面から波面のPV値を求めるほうがよい。波面のPV値の測定方法の例を附属書に示す。
8. 計算 測定結果の計算は,次による。
(1) 屈折率の均質度は,次の式で計算する。
                              P 痰
                         n
                                t
                      ここに, n :  屈折率の均質度
                                 Pv :  波面のPV値(波長単位)
                                          レーザの波長 (mm)
                                   t :  試料の厚み (mm)
(2) 屈折率の均質度の表示は,JIS Z 8401によって有効数字2けたに丸める。ただし,10−6未満の場合は
    有効数字1けたにする。
    参考 計算例を次に示す。
            用いたレーザ光の波長  : 632.8×10−6mm
            試料の厚み              : 41mm
            透過波面のPV値          : 0.049
            とすると,
                              P 痰
                         n
                                t
                                         6
                          .0049 6328. 10
                                 41
                          .0756 10 6 (10−6未満なので有効数字1けたにする)
                               7
                     n    8 10
9. 報告 測定結果は,次の項目について報告する。
(1) 測定年月日
(2) 測定場所
(3) 測定装置,干渉計の形式,及びレーザの波長
(4) 測定者
(5) 測定時の温度
(6) 試料の厚み,形状,及び測定範囲
      測定試料系の方式(研磨面か平面度補正板を使用したかの区別)
(7) 屈折率の均質度の値(平均値の場合は測定反復回数),

――――― [JIS R 3252 pdf 3] ―――――

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R 3252-1994
      干渉計の光学系の波面の乱れ又は平面度補正板の屈折率の均質度及び平面度による波面の乱れの補
    正の有無,また,代表的な測定試料系の干渉じまの写真をできるだけ添付する。
(8) その他の特記事項

――――― [JIS R 3252 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                                                    R 3252-1994
            附属書 ガラスのレーザ干渉法による均質度の測定方法
この附属書は,規格本体のうち,レーザ干渉計,平面度補正板及び波面のPV値の求め方について規定す
る。
1. レーザ干渉計 レーザ干渉計は,波面のそろった平行光線を,半透明平面鏡(ビームスプリッタ)で
二つに分け,それぞれ別の通路を通したあと,波面をわずかにずらせて再び重ね合わせ,干渉じまを発生
させる装置である。
  ガラスの均質度の測定に適切な装置の例として,次の3種類の干渉計を示す。附属書図1及び附属書図
2は,試料中を光束が2回透過する形式の干渉計であり,附属書図3は,試料中を光束が1回透過する形
式の干渉計である。
                                   附属書図1 フィゾー干渉計

――――― [JIS R 3252 pdf 5] ―――――

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