晶體材料折射率的測量方法研究.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，對于同一晶體，不同波長對應(yīng)不同的折射率，其測量值對器件設(shè)計至關(guān)重要。測試晶體折射率的方法很多，但是折射率測試的范圍和精度一般都因為方法本身所要求的條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，并且與波長有關(guān)。測量雙折射率的方法多樣，絕大多數(shù)是針對單一波長進(jìn)行，先測出主折射率，然

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

3、公式，便可計算出對應(yīng)不同波長的雙折射率，所需樣品僅為一光軸平行表面的平薄板，結(jié)構(gòu)簡單，樣品制作過程中各技術(shù)指標(biāo)容易控制。偏光干涉測量涉及范圍不僅是可見區(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，緒論部分對折射率和折射率的測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

4、量方法，包括第五章的雙折射率測量試驗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，使用偏光干涉法測量石英晶體的雙折射率，達(dá)到理想精度10<'-5>。同時對試驗曲線的聚斂特性提出新的見解。 論文的主要創(chuàng)新是：一、提出了兩種測量介質(zhì)折射率的簡便實用的新方法——光強(qiáng)差法和垂直入射法；二、對利用連續(xù)偏光干涉法測量晶體材料最大雙折射率實驗中所得到的光強(qiáng)透射比曲線