自聚焦透镜光学特性参数测量

　　近几年来，由梯度折射率光纤制成的自聚焦透镜在微型光学系统、光纤通讯、医用光学诊断器和复印机等方面的用途越来越广泛。这些应用是多种技术发展的结果，但更离不开测量技术。自聚焦透镜的光学特性参数测量与普通透镜的略有不同，它需用若干专用仪器，数据处理也比较复杂。本文介绍一种用常规仪器的简易测量方法，测量这些光学特性参数，可以解决一般应用中的测量问题。

　　(一)周期长度p和焦距f'的测量

　　一束平行光垂直射入自聚透镜上时，在子午面上，透镜内任一截面上的光束半径由(1)式确定，即：

　　(二)数值孔径的测量

　　与普通透镜一样，并非所有的光线都能够通过自聚焦透镜成象，它也有数值孔径NA，它与前者不同点是，它的NA随入射光线的位置而变化，二个1/4周期长的自聚焦透镜的数值孔径NA·为:

　　(五)分辨率的测量

　　由于自聚焦透镜可以把物空间的物体成象在有限远的象空间，由此可以通过自聚焦透镜将分辨率板成象，然后用显微镜观察此象，观察能分辨的单元数，再由表查得分辨率。因为自聚焦透镜口径很小，测量时光祸合得好坏对测量影响较大，所以，如用平行光照明，必须使准直管的口径尽量小，这样光祸合得好，所测分辨率比较准确。

　　(六)折射率分布n(r)的测量

　　测量n(r)应用最广的方法是纵向干涉法，亦称切片干涉法，此法是通过干涉显微镜观察自聚焦透镜的一片薄切片，切片垂直于光轴切取，并抛成平行平面。由于折射率差异导致不同的光程，因而产生干涉条纹位移，从干涉条纹图样来判别其折射率差和折射率的分布。实验可以采用反射光干涉系统，亦可以采用透射光干涉系统，两种系统都可得到直观的条纹。调整参考反射镜的倾角，对比平行条纹的衬度来观察样品，其条纹位卖验技术与管理移正比于折射率的变化。也可以将条纹调成均匀背景来观察样品。由条纹的等折射率点的连线可以得到等折射率曲线图，其相邻两暗环(或亮环)之间的折射率差为:

　　分辨率(线对/mm):物距为69.5mm时，23.6;物距为59mm时，28.1，物距为49.5mm时，35.4。(1990.10.修改稿)

　　吕知寿陈志清

　　(华中理工大学光学系)