Устройство для измерения оптических параметров кристаллов

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования анизотронных сред. ,. Цель изобретения - измерение параметров поглощающих гиротропных кристаллов . Поставленная цель достигается тем, что луч света от источника 1 проходит через поляризатор 2, электрооптический модулятор эллиптичности 3 на частоте uJ, и направляется на-двухлучевой интерферометр Маха-Цандера, образованный светоделителями 4 и 5. В интерферометр введены четыре полуволновые фазовые пластинки 6,7,8 и 9, причем пластинки 7 и 8 вращаются с частотой Ц, изотропный электрооптический компенсатор 12, изотропный электроопти ческий модулятор 13 на частоте о) ц)н механический прерыватель 14 на частоте i На выходе интерферометра расположен фотоприемник 15, к входу которого подключены узкополосные усилители 16 и 17, настроенные на частоты з соответственно . Полуволновая пластинка 9 установлена с возможностью выведения из интерферометра. При ее отсутствий на исследуемый 10 и эталонный 11 кристаллы подают ортогонально полягризованные лучи, а при ее наличии - одинаково поляризованные. 1 ил. (Л tS9 sj 00 о 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 G 01 N 21/45 фП7,»у» » ;, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЯНЬД1,", ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3835071/31-25 (22) 30.12.84 (46) 23,12.86. Бюл. У 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-техничес. ких и радиотехнических измерений (72) И, А. Рокос (53) 535.5(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1021959, кл. G 01 J 4/04, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1130778, кл. G 01 J 21/45, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КРИСТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования аниэотронных сред.

Цель изобретения — измерение параметров поглощающих гиротропных кристаллов, Поставленная цель достигается тем, что луч света от источника I проходит через поляризатор 2, электрооптический модулятор эллип, SU„„12?8689 А1 тичности 3 на частоте со, и направляется на. двухлучевой интерферометр

Маха-Цандера, образованный светоделителями 4 и 5. В интерферометр введены четыре полуволновые фазовые пластинки 6,7,8 и 9, причем пластинки 7 и 8 вращаются с частотой < 1 >»1„ изотропный электрооптический компенсатор 12, изотропный электрооптический модулятор 13 на частоте и1 »»»1и механический прерыватель 14 з на частоте 1, На выходе интерферометра расположен фотоприемник 15, к входу которого подключены узкополосные усилители 16 и 17 настроенУ

O ные на частоты 3 и а,, соответствен- Е но. Полуволновая пластинка 9 установлена с возможностью выведения из интерферометра. При ее отсутствии на исследуемый 10 и эталонный ll кристаллы подают ортогонально поля-. ризованные лучи, а при ее наличии— одинаково поляризованные. 1 ил.

1278689

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования анизотронных сред.

Целью изобретения является измерение параметров поглощающих гиро- 5 тропных кристаллов, На чертеже представлено предлагаемое устройство, Устройство содержит источник 1 излучения, поляризатор 2, электрооптический модулятор 3 эллиптичнос ти, два светоделителя 4 и 5, образующих двухлучевой интерферометр типа Маха-Цендера, четыре полуволновые фазовые пластинки 6 — 9, исследуемый кристалл 10, эталонный кристалл 11, электрооптический изотропный компенсатор 12 и электрооптический изотропный фазовый модулятор 13, механический прерыватель луча 14, фотоприемник 15, узкополосные усилители 16 и 17, регистрирующее устройство 18, механизм 19 для вращения полуволновых пластинок 7 и 8 и механизм 20 для параллельного пере мещения пластинки 9 .

Устройство работает следующим образом, Луч света а,, прошедший через 30 поляризатор 2, модулятор 3 и полуволновую пластинку 6, имеет модулированную эллиптичность и азимут большой оси эллипса, равный нулю. Луч света а после прохождения через 35 вращающуюся полуволновую пластинку

8 проходит через все возможные состояния поляризации, но всегда остается ортогонапьным лучу о,, прошедшему через вращающуюся полувол- 10 новую пластинку 7, при этом интерференционный сигнал равен нулю. Частота, модуляции эллиптичности Р на несколько порядков выше частоты модуляции азимута луча с . Луч света а„, пройдя через исследуе- . .мый кристалл 10, изменяет свое состояние поляризации, если только состояние поляризации этого луча не соответствует собственному вектору кристалла 10. При отсутствии полуволновой пластинки 9 оба луча с, и o.z в этом случае будут ортогональны, о чем свидетельствует от.сутствие переменной составляющей на выходе устройства, так как модулятор 13, состоящий из двух одинаковых кристаллов, оптические оси которых развернуты друг относительно друга на 90, является изотропным, причем его частота модуляции О») г ° з

Измерение включает следующие операции, I С помощью узкополосного усилителя 16, настроенного на частоту модуляции ы, который играет роль нуль-индикатора, фиксируют параметры OI.ð и Pð луча а, в тот момент, когда последний обладает состоянием поляризации, при котором проходит сквозь исследуемый кристалл без изменений, Азимут d.р и эллиптичность р соответствует собственному вектору Р, при этом выходной сигнал равен нулю (интерференционный член отсутствует). Через схему обратной связи отключают модуляцию эллиптичности на кристалле 3, прекращают вращение полуволновых пластинок 7 и 8 и тем самым фиксируют параметры

Ы и ф луча а„. р

2. Когда известны параметры собственных векторов, определяют ко о Р эффициент поглощения Х = - -.— —. Для этого включают вращение прерывателя

14, который с частотой <- поочередно прерывает оба луча интерферометра, Величину Хр определяют по амплитуде выходного сигнала узкополосного усилителя 17, настроенного на частоту

3. Фазовое смещение луча С 1 с состоянием поляризации Р определйют с помощью полуволновой пластинки 9, изотропного модулятора 13, изотропного компенсатора 12 (устроенного аналогично модулятору 13) и усилите" ля 16 (при этом прерыватель 14 луча отсутствует), Полуволновая пластинка 9 обеспечивает одинаковые состояния поляризации лучей, подающих на исследуемый и эталонный кристаллы.

С помощью изотропного компенсатора

12 определяют фазовое смещение

Р луча <х,, необходимое для того, чтобы разность фаз между лучами стала равна величине N %+ — (N =0,1,2,...).

При этом выходной сигнал усилителя !

6 равен нулю, 4, Вновь включают модуляцию на модуляторе 3 и вращение полуволновых пластинок 7 и 8 (при отсутствии пластины 9 и прерывателя !4) и аналогично и, 1 находят второй собственный вектор 8, 1278689

5. Аналогично и ° 2 и 3 определяют коэффициент поглощения Х о

То- д

= -- --1 и фазовое смещение луча о, I с со стоя ни ем поляризации Q

6. По разности Х -Х =Х определя. ют дихроизм, двупреломление кристалла находят из соотношения

, + (М -И )Г. Для определения

N =N -N необходимо произвести изЯ мерение при двух различных толщинах кристалла, 10

Составитель В. Рандошкин

Редактор А, Шандор Техред А. Кравчук Корректор В. Бутяга

Заказ 6825/39 Тираж 778 Подписное

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

Формула изобретения 15

Устройство для измерения оптических параметров кристаллов, содержащее источник излучения и последовательно расположенные вдоль оптической оси устройства поляризатор, модулятор эллиптичности с частотой ы1 два светоделителя, образующих двухлучевой интерферометр типа Маха-Цандера, и фотоприемник, два узкополос- 25 ных усилителя и регистрирующее устройство, а также электрооптический фазовый модулятор, прерыватель и эталонный кристалл, причем фотопри.емник соединен с регистрирующим уст- ЗО ройством через параллельно соединен-. ные узкополосные усилители, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью измерения параметров поглощающих

FHPoTPoIIHblx KPHcTBJIJIoB ° оно Допол 35 нительно содержит четыре полуволновые фазовые пластинки, причем первая полуволновая пластинка расположена на пути первого луча интерферометра после первого светоделителя 40 и имеет азимут оптической оси, параллельной азимуту поляризатора, вторая полуволновая пластинка расположена на пути первого луча интерферометра между первой полуволновой пластинкой и исследуемым кристал-. лом и установлена с возможностью равномерного вращения с частотой и3 « 1„вокруг ее оси, совпадающей с первым лучом, третья полуволновая пластинка расположена на пути второго луча интерферометра после первого светоделителя и установлена с возможностью равномерного вращения с частотой, вокруг оси, совпадающей с вторым лучом, а азимут ее оптической оси постоянной повернут на угол 45 относительно азимута оптической оси второй полуволновой пластинки, четвертая полуволновая пластинка расположена на пути второ- го луча интерферометра между третьей полуволновой пластинкой и эталонным кристаллом перпендикулярно второму лучу интерферометра, а азимут ее оптической оси составляет о угол 45 с азимутом первой полуволновой пластинки, фазовый компенсатор выполнен электрооптическим, со" стоит из двух тождественных кристаллов, оптические оси которых взаимно перпендикулярны, и установлен на пути первого луча интерферометра за исследуемым кристаллом, электрооптический фазовый модулятор выполнен идентично электрооптическому фазовому компенсатору и установлен на пути второго луча интерферометра после эталонного кристалла, а прерыватель.расположен на пути обоих лучей интерферометра перед вторым светоделителем.