Способ определения показателя преломления сегнетоэлектрических кристаллов Советский патент 1987 года по МПК G01N21/41 

.113

Изобретение относится к прикладной оптике,, а именно к способам измерения оптических констант материалов в видимой области спектра, и может быть использовано при определении качества сегнетоэлектрических кристаллов .

Цель изобретения - повышение точности измерения показателя преломления сегнетоэлектрических кристаллов при обеспечении возможности локального проведения анализа.

На фиг.1 представлена схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - частотно-угловая зависимость рассеянного света.

Способ осуществляют следующим образом.

Свет от монохроматического источника 1 (лазера) через фокусирующую линзу 2 направляют на исследуемый кристалл 3, имеющий возможность перемещаться в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Прошедший световой поток через телескопическую систему 4-5, позволяющую регистрировать рассеянное излучение в диапазоне углов 0-15°, фильтр 6, отсекающий возбуждающее лазерное излучение, проектирующую линзу 7 поступает на спектральный прибор 8, на входной щели которого получают угловую развертку рассеянного света, а на выходе - двумерные кривые, отображающие частотно- угловую зависимость рассеянного света, например спектры параметрической люминесценции (фиг.2), имеющие вид эллипсов, точки пересечения которых с направлением распространения световой волны определяют максимальную длину волны параметрической люминесценции . Максимальная длина волны па- раметрической люминесценции определяется правилами синхронизма и связана со значениями показателей преломления соотношениями, описывающими законы сохранения волновых векторов и закон сохранения энергии. Для прямолинейного рассеяния этот закон имеет вид

о I «

SL И- + В ,

° -А

(Л

о - длина волны возбзгждающего

излучения; X - длина волны рассеянного

излучения; Л - длина поляритонной волны;

188582

п ,п ,п - соответствующие им показатели преломления. Рассеяние на высокочастотной поля- ритонной ветви в кристалле может быть 5 зарегистрировано при следующих геометриях рассеяния:

10

или

X(ZY)X, (а) Y(ZX)Y, (б).

где Z - направление оптической оси

кристалла.

Из (а) и (б) следует, что направ- ление рассеяния должно совпадать с осью X (для поляризации а) или с осью Y (для поляризации &). В этом случае показатель преломления п° является

20

необыкновенным п

е

Из (1) следует, что

о 7k , 1 , . е (п - п ) + п ,

(2)

где ПИП- обыкновенные показатели преломления для предельной длины волны параметрической люминис- ценции и для поляритон- ной волны;

TV - длина волны возбуждающего излучения; Л - максимальная длина волны рассеянного излучения .

Пример. Кристалл ниобата ли- тия (LiNbOp сканируют сфокусированным лазерным светом от аргонового лазера ILA-102 ( Л 488 нм) . Рассеянный, кристаллом свет пропускают через оптическую систему 2-8 и фотографируют спектр параметрической люминесценции. В качестве спектрального прибора используют спектрограф СТЭ-1. По измеренному спектру параметрической люминесценции из уравнения (2) определяют локальное значение показателя прех омления на длине волны возбуждающего излучения.

Таким образом, регистрируя спектр параметрической люминесценции и определяя максимальную длину волны, определяют локальное значение необыкновенного показателя преломления в кристалле.

Использование максимальной длины волны параметрической люминесценции в качестве критерия для определения показателя преломления кристалла повышает точность измерения, поскольку необходимая информация о спектрах по- ляритонного рассеяния в кристалле получается для угла рассеяния . При этом точность определения зави- сит от дисперсии регистрирующего прибора и может иметь величину 10 . Определение показателя преломления в локальных точках кристалла может быть использовано при контроле каче- ства сегнетоэлектрических кристаллов

Формула изобретения

Способ определения показателя преломления.сегнетоэлектрических кристаллов, включающий пропускание через исследуемую среду сфокусированного монохроматического излучения и регистрацию рассеянного средой излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при обеспе- fO.

f5 20

318858

чении ления

возможности локального опреде- показателя преломления при ре- гистраи ии рассеянного средой Излучения, измеряют частотно-угловой спектр рассеянного света, включающий длины волн поляритонной волны и параметрической люминисценцпи кристалла, определяют максимальную длину волны параметрической люминесценции, а показатель преломления п для длины волны Д возбуждающего излучения определяют по формуле „о

п

е.

i п)

+ п

п и п известные показатели преломления кристалла для предельной длины волны параметрической люминесценции и для поляритонной волны соответственно.

ФигЛ

Изобретение относится к прикладной оптике, а именно к способам определения оптических констант материалов в видимой области спектра, и направлено на повьпиение точности и обеспечение возможности локального определения показателя преломления сегнетоэлектрических кристаллов.Дпя этого сфокусированное лазерное излучение пропускают через исследуемый кристалл, регистрируют рассеянное излучение, измеряют частотно-угловую зависимость рассеянного излучения, определяют максимальную длину волны параметрической люминисценции и по ее значению определяют показатель преломления. 2 ил. СП ;о за ЭО 1л X)

5W

S50

Редактор С.Пекарь

Составитель С.Голубев Техред В.Кадар

Заказ 2501/35Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

630

640

я, ни

Корректор В.Бутяга