Способ ориентации гиротропных кристаллов в поляризационно-оптической системе Советский патент 1988 года по МПК G01N21/21 

Изобретение относится к технике оптико-физических измерений и может быть использовано при оптических исследованиях кристаллов, при создании поляризационно-оптических устройств, . например интерференционно-поляризационных фильтров, основанных на гиро- тропнык кристаллах с инверсией знака линейного двулучепреломления.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение процедуры ориентации гиротропных кристаллов в поляризационно-оптических системах.

На фиг.1 изображено устройство дл осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - зависимость интенсивности излучения на выходе анализатора от показаний углового отсчетного устройства (УОУ) поляризатора; на фиг.З - характеристические (D и D) и главные ( х1и fj) направления в гиротропном кристалле.

Способ осуществляют следующим образом.

Для поляризатора 1 и анализатора 2, снабженных.УОУ, определяют зависимость показаний УОУ поляризатора - УОУ анализатора положения их взаимного скрещения. Помещают кристалл 3 между поляризатором и анализатором и добиваются (грубым вращением последних) минимума интенсивности излучения на выходе анализатора. В окрестности зтого положения по обе стороны определяют зависимость интенсивности излучения на выходе анализатора от показаний УОУ поляризатора Фиксируют те показания УОУ поляризатора ( ) и УОУ анализатора ( xj, ), при которых эта интенсивность минимальна. Находят по зависимости взаимного скрещения поляризатора и анализатора показание x J УОУ анализатора, соответствующее о1 и опре- деляют угол lf ( х - xj). Довора- чивают поляризатор и анализатор на

1

угол -J- Lf В сторону их взаимного

скрещения от соответствующих показа- НИИ (/ и х их УОУ, что будет соответствовать такой ориентации кристалла, поляризатора и анализатора, когда плоскости поляризации последних совпадают с главными направлени- ями в кристалле.

Если на негиротропный кристалл послать линейно поляризованный вдоль одного из главных направлений свет;

то из кристалла выйдет также линейно поляризованный свет. Если поместить такой кристалл между поляризатором и анализатором, то минимуму ин- тенсивности излучения на выходе анализатора будет соответствовать такая ориентация кристалла, поляризатора и анализатора, когда плоскости поляризации последних совпадают с главными направлениями в кристалле.

Если послать на гиротропный кристалл линейно поляризованный вдоль одного из главных направлений свет, то из кристалла выйдет зллиптически поляризованный свет.

Однако существует такое направление в кристалле, что, если послать на Кристалл свет, линейно поляризованный вдоль этого направления, то из кристалла также вьйдет линейно поляризованный свет. Эти направления поляризации для входящего и выходящего из кристалла света назьгоаются характеристическими направлениями.

Если поместить гиротропный кристалл между поляризатором и анализатором, то минимуму интенсивности излучения на выходе анализатора будет соответствовать такая ориентация кристалла, поляризатора и анализатора, когда плоскости поляризации последних совпадают с характеристи-, ческими направлениями в кристалле.

Покажем, что главное направление в кристалле находится посредине между характеристическими направлениями.

Известно, что, если на гиротропный кристалл падае.т линейно поляризо ванньй в окрестности главного направ ления свет, то из кристалла выйдет зллиптически поляризованный свет,. эллиптичность К и азимут X большой оси эллипса поляризации которого определяются выражениями

К o(sin г - (/ - cos г) X 0/COS г - k sin г

(I)

где с - азимут падающего линейно

поляризованного света; k - эллиптичность собственных

волн в кристалле; г - разность фаз собственных

волн в кристалле.

Из выражения (1) следует, что азимуты падающего (о ) и вышедшего (Х(,)

3.1402857

из кристалла света, когда эллиптичность KIJ последнего равна нулю (т.е. будем иметь на выходе линейно поляризованный свет), определяются выражениями

г и

I ,-(

1. 1

(3)

откуда на основе первого уравнения г из (1) следует, что

Изобретение относится к технике оптико-физических измерений и может быть использовано при оптических исследованиях кристаллов,при создании поляризационно-оптических устройств, например интерференционно-поляризационных фильтров, основанных на гиротропных кристаллах с инверсией знака линейного двулучепреломления. Цель - повышение точности и упрощение процедуры ориентации гиротропных кристаллов в поляризационно-оптических системах. Б способе ориентации гиротропных кристаллов, заключающемся в просвечивании образца, помещенного между поляризатором и анализатором, и измерении методом минимума интенсивности на выходе анализатора, добиваются вращением поляризатора и анализатора минимума интенсивности излучения на выходе анализатора. В окрестности этого положения по обе стороны определяют зависимость интенсивности излучения на выходе анализатора от показаний углового от- счетного устройства поляризатора, фиксируют те показания o/J поляризатора и анализатора, при которых эта интенсивность минимальна, определяют угол Lfмежду плоскостями поляризации и анализатора и доворачи- вают поляризатор и анализатор на угол If/2 от соответствующих значений o i и х в сторону взаимного скрещения . 3 ил. S (Л 00 СП

Хр- - k

cos г sin г

1-COS г

Из. (2) следует, что азимуты падающего ((/в) и вышедшего (х.) из кристалла света равны по величине и противоположны по знаку. Учитьгеая, что азимуты определяются относительно главных направлений .Х, и

Х в

кристалле, заключаем, что главное направление в кристалле находится посреди характеристических D и D (фиг.З).

Определяя характеристические направления, можно легко определить главные направления и, таким образом решить задачу ориентации гиротропно- го кристалла в поляризационно-оптиче кой системе. .

Исходя из того, что интенсивность I света,

вышедшего из кристалла пропорциональна А + А , где А.

и А 2

составляющие амплитуды вьщтедшего из кристалла света в кристаллофизи- ческой системе координат, и А-, КА. получим:

(4)

(2) 10

т.е. окончательно можно записать, что

(5)

15

, с

20

25

30

35

Ф о рмула изобретения

Способ ориентации гиротропных кристаллов в поляризационно-оптичес- кой системе, заключающийся в просвечивании образца, помещенного между скрещенными; входньм и выходным поляризаторами, и регистрации минимума интенсивности излучения на вьрсоде этой системы, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и упрощения ориентации кристалла, вращением поляризаторов добиваются минимума интенсивности на выходе системы, в окрестности этого положения по обе стороны фиксируют угловые положения i/д и Xо соответственно входного и выходного поляризаторов, определяют угол Cf между плоскостями поляризации поляризаторов и доворачи- вают поляризаторы на угол (//2 от

cooтвJeтcтвyющиx показаний X в сторону их взаимного скрещивания.

Фиг.1

Фие.1

/2