晶體材料折射率的測(cè)量方法研究.pdf

1、折射率是晶體的重要光學(xué)參數(shù)，也是衡量晶體物理特性最基本的內(nèi)容之一，對(duì)于同一晶體，不同波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)不同的折射率，其測(cè)量值對(duì)器件設(shè)計(jì)至關(guān)重要。測(cè)試晶體折射率的方法很多，但是折射率測(cè)試的范圍和精度一般都因?yàn)榉椒ū旧硭蟮臈l件而受到不同程度的限制。 雙折射率是表征各向異性晶體光學(xué)特性的一個(gè)非常重要的光學(xué)參數(shù)，由材料的成分結(jié)構(gòu)以及生成條件等多種因素所決定，并且與波長(zhǎng)有關(guān)。測(cè)量雙折射率的方法多樣，絕大多數(shù)是針對(duì)單一波長(zhǎng)進(jìn)行，先測(cè)出主折射率，然

2、后由其推算出雙折射率值，精度一般是10<'-4>。比較精確的測(cè)量方法當(dāng)數(shù)干涉測(cè)量法，如浸液干涉法和自補(bǔ)干涉法，它們的共同之處是精度比傳統(tǒng)方法提高一至兩個(gè)數(shù)量級(jí)，但是上述干涉法用于可見(jiàn)光之外的測(cè)量是不適宜的，并且測(cè)試所需樣品精度要求非常高，一般晶體加工工藝難以保證，從而使得測(cè)量精度與理論精度相差較大。我們采用連續(xù)偏光干涉測(cè)量法測(cè)量晶體雙折射率，根據(jù)偏光干涉理論公式，當(dāng)相位滿足一定條件時(shí)，光強(qiáng)分別有極大極小值，知道了極值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，根據(jù)相位

3、公式，便可計(jì)算出對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)的雙折射率，所需樣品僅為一光軸平行表面的平薄板，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，樣品制作過(guò)程中各技術(shù)指標(biāo)容易控制。偏光干涉測(cè)量涉及范圍不僅是可見(jiàn)區(qū)，它已拓展到紫外和紅外光譜區(qū)，并且不需要復(fù)雜處理，就可得到精度10<'-5>的雙折射率值。 論文共分五章： 第一章，緒論部分對(duì)折射率和折射率的測(cè)量方法作引入性的介紹。 第二章，介紹了晶體雙折射理論以及雙折射現(xiàn)象的應(yīng)用。 第三章，詳細(xì)整理了幾種典型的折射率測(cè)

4、量方法，包括第五章的雙折射率測(cè)量試驗(yàn)中使用的偏光干涉法。 第四章，首次提出并使用光強(qiáng)差法和垂直入射法測(cè)量了樣品的折射率，取得滿意結(jié)果。 第五章，使用偏光干涉法測(cè)量石英晶體的雙折射率，達(dá)到理想精度10<'-5>。同時(shí)對(duì)試驗(yàn)曲線的聚斂特性提出新的見(jiàn)解。 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新是：一、提出了兩種測(cè)量介質(zhì)折射率的簡(jiǎn)便實(shí)用的新方法——光強(qiáng)差法和垂直入射法；二、對(duì)利用連續(xù)偏光干涉法測(cè)量晶體材料最大雙折射率實(shí)驗(yàn)中所得到的光強(qiáng)透射比曲線