Способ рефрактометрического определения ориентации оптической оси кристалла

 

Изобретение относится к техническ ой физике и предназначено для прецизионного . определения ориентации оптической оси одноосных кристаллов.С целью определения ориентации оптической оси в прозрачныхи непрозрачных кристаллах при ее непараллельности поверхности кристаллов измерения проводят в отраженном свете, оптическую ось совмещают с плоскостью падения, изменяют угол падения излучения до величины 9 , соответствуияцей минимуму величины светового потока на выходе системы, а ориентацию оптической оси кристалла, характеризуемую углами oi и в , определяют из соотношений ,л в; , (h,)-,Sif --arcct (ctgy/sihot), где показатель преломления внешней среды, ti - показатель преломления кристалла для обыкновенного луча. 2 ил. (Л Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU,» 122619 (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3823627/24-25 (22) 10. 12. 84 (46) 23. 04. 86. Бюл. Ф 15 (72) В.Н.Морозов, Б.И.Молочников н Я.Г.Сиройць (53) 535.20(088.8) ,(56) Лейкин М.В. и др. Отражательная рефрактометрия. Л.: Машинострое- ние, 1983, с. 219.

Меланхолии Н.И. и Грум-Гржимайло С.В. Методы исследования оптических свойств кристаллов. М.: Издво АН СССР, 1954, с. 192. (54 СПОСОБ РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИИ ОПТИЧЕСКОЙ

ОСИ КРИСТАЛЛА (57) Изобретение относится к технической физике и предназначено для прецизионного. определения ориентации оптической оси одноосных кристаллов.С целью определения ориентации оптической оси в прозрачных и непрозрачных кристаллах при ее непараллельности поверхности кристаллов измерения проводят в отраженном свете, оптическую ось совмещают с плоскостью падения, изменяют угол падения излучения до величины 8, соответствующей минимуму величины светового потока на выходе системы, а ориентацию оптической осн кристалла, характеризуемую углами <К и р, определяют из соотношений.д.=a cЬ („, З ° 8,, ), р =огCCtg (CQ у ISihOL), где h, — показатель преломления внешней среды, — показатель преломления кристалла для обыкновенного луча. 2 ил.! 226197

Изобретение относится к технической физике, предназначено для прецизионного определения ориентации оптической оси одноосных кристаллов и может быть использовано в 5 кристаллооптике.

Целью изобретения является определение ориентации оптической оси прозрачных и непрозрачных кристаллов при ее непараллельности поверхности кристалла.

На фиг.1 представлена схема ориентации кристалла, на фиг.2 — зависимость отраженного света от угла падения излучения. 15

Пусть ориентация оптической оси кристалла оО относительно плоскости падения, проходящей чевез волновой вектор падающего излучения К и нормаль к поверхности кристалла N за- 20 дается углами ос и P, где Р угол между оО и ее проекцией на плоскость падения, а ol — угол между этой проекцией и нормалью N, 9- угол падения излучения. При отражении све-25 та от кристалла происходит "перемешивание" поляризаций. Так, при падении на кристалл гвета, поляризованного в плоскости падения, в отраженном свете появится компонент, поля- ЗО ризованный перпендикулярно этой плоскости, и наоборот. "Перемешивания" не щ9оисходит, если оптическая ось параллельна или перпендикулярна плоскости падения. Для этого положения коэффициенты r „ и г„,, характеризующие "перемешивание" ортогональных поляризаций при отражении, обращаются в нуль. Кроме того, из выражения для коэффициента r, „, = „ . h,,9, ol, P) (lr и ;. ; „

-h, CoSa S n 8, этот коэффициент, характеризующий переход части падающего излучения, поляризованного перпендикулярно плоскости падения в отраженное, поляризованное параллельно этой плоскости, для углов падения, удовлетворяющих соотношению з.

Я и((h — и Qih О = t1 cosol sing, (1) обращается в нуль (п„ вЂ” показатель 55 преломления внешней среды, и, — показатель преломления кристалла для обыкновенного луча, n — показатель о = агс tg (h, sih

C2) Угол )3 для этого положения оптической оси находится из нростейших геометрических соображений. Так,t на фиг. i оо =аа . Кроме того, oa =

=аа ctg ; оа =оО sind=oo et@8 sino

Приравнивая эти соотношения, получим

P = о гс с tg (cog g (пни ) .

<3) Формулы (2) и (3) определяют оба угла, характеризующих ориентацию оптической оси. Точность способа повышается при использовании нарушенного полного внутреннего отражения т.е. когда свет падает на кристалл не из воздуха, а измерительной призмы, показатель преломления которой и > n . Это объясняется о тем, что в подобных условиях явление "перемешивания" света ортогональных поляризаций при отражении значительно возрастает.

Пример. Пусть ориентация оптической оси определяется в кристалле исландского шпата, а измерительная призма выполняется из стекла ТФ-.4. Для измерения используется автоматический фоторефрактометр

ИРФ-4б1, снабженный голяризаторами во входной и выходной диафрагмах.

На фиг.2 показана зависимость интенсивности сигнала на фотоприемнике (пропорционального коэффициенту r„,) в зависимости от угла падения 6 для угла =10 . Симметричная форма минимума на кривой позволяет определять Ы с высокой точностью. При nolf грешности определения 9 3 погрешность определения с получается попреломления кристалла для необыкновенного луча).

Таким образом, если при вращении относительно нормали к его поверхности кристалл, помещенный между двумя скрещенными поляризаторами, привести в положение, для которого оба коэффициента отражения rö, и r„, равны нулю, то его оптическая ось окажется в плоскости падения, т.е.

=О. Если затем кристалл дополнительно развернуть на произвольный угол

УФ90 и, изменяя угол падения 9 найти такое его положение, для которого r„, =О, то из соотношения (1) получим

1226197 оси с плоскостью падения светового потока кристалл дополнительно разворачивают относительно нормали к его поверхности на угол g/90, изменяют угол падения излучения до величины О, соответствующей минимальной величине светового потока на выходе системы, при этом измерения проводят в отраженном свете, а ори ентацию оптической оси кристалла, характеризуемую углами Ы и P, определяют из соотношений

ПЗ ЧИ 71,7 Ч1 Ч 7t,f Е

Фиа2

Составитель С.Голубев

Техред Н.Бонкало Корректор Т,Колб

Редактор Л.Гратилло

Заказ 2117/35 Тираж 778 Подписное

ВБИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений.и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4рядка 10" . Погрешность определения угла равна погрешности определения угла у гониометрическим устрой. ством прибора.

Таким образом,.предлагаемый способ позволяет определять ориентацию оси кристалла с высокой точностью.

Формула из о бр ет ения

Способ рефрактометрического определения ориентации оптической оси кристалла, расположенного по ходу излучения между системой скрещенных поляризаторов, включающий направление светового потока на систему двух скрещенных поляризаторов, измерение светового потока на выходе этой системы, совмещение оптической оси кристалла с плоскостью падения свето- щ вого потока путем поворота кристалла относительно нормали к его поверхности до момента, соответствующего минимальному световому потоку на выходе системы, о т л и ч а ю щ и й- 2S с я тем, что, с целью определения ориентации оптической оси прозрачных и непрозрачных кристаллов при ее непараллельности поверхности кристалла, после совмещения оптической с = >g< „s nel s, д

P = <о<сt (

oL — угол между проекцией оптической оси на плоскость падения и нормалью к поверхнос-. ти кристалла, угол между оптической осью и ее проекцией на плоскость падения, причем измерения выполняют при условии нарушецного полного внутреннего отражения.