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設計者コラム

#126 温度・気圧変化時の屈折率

前回に引き続き、屈折率ネタです。
ガラスの屈折率は、環境温度と気圧に応じて変化します。
Zemaxのマニュアルにも、この計算式が掲載されています。
Zemaxのガラスカタログに載っているガラスごとのパラメータを使って、ガラスの絶対屈折率変化量Δabsがどのように計算されるべきかが分かります。
ところがZemaxがこの式のみで計算していると判断すると痛い目に会います。
実際には、

 

①ガラスの基準温度・気圧における空気の絶対屈折率を計算する
②与えられた温度・気圧における空気の絶対屈折率を計算する
③①と②の比率から屈折率を求めたい波長の相対波長を計算する
④その相対波長における相対屈折率を分散式から計算する
⑤④の相対屈折率を絶対屈折率に変換する
⑥ガラスカタログのパラメータを使用して絶対屈折率変化量Δabsを計算する
⑦⑤で求めた屈折率に⑥で求めたΔabsを足して指定した環境下の絶対屈折率を計算する
⑧⑦の絶対屈折率を相対屈折率に変換する

 

こんな手順を踏んでやっと使いたい屈折率が求められます。
ガラスの基準温度は大抵のガラスメーカーは20℃ですが、OHARAさんは25℃だったりするのでちゃんと条件を確認しないと正確な屈折率が求められません。
結構、屈折率の計算・評価は面倒くさいです。