Устройство для измерения оптических параметров кристаллов

СОЮЗ СОВЕТСНИХссаелющесзекРЕСПУБЛИК Я 0128689 А 1 01 Н 21/4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЯИЬДЫ, . ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР У 1021959, кл. С 01 3 4/04, 1981.Авторское свидетельство СССР В 1130778, кл. С 01 7 21/45, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КРИСТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к измери тельной технике и предназначено для исследования аниэотронных сред.Цель изобретения - измерение параметров поглощающих гиротропных крис таллов, Поставленная цель достигается тем, что луч света от источника 1 проходит через поляризатор 2, электрооптический модулятор элли 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 с 1)фд 1 изотропный электрооптический компенсатор 12, изотропный электрооптический модулятор 13 на частоте и 1 Яи механический прерыватель 14 зна частоте о 1 , На выходе интерферометра расположен фотоприемник 15, к входу которого подключены узкополосные усилители 6 и 17 настроенФФ ные на частоты д 3 и ц 3 д соответствен- а но. Полуволновая пластинка 9 установлена с возможностью выведения из интерферометра. При ее отсутствии на исследуемый 10 и эталонный 11 кристаллы подают ортогонально поля-. ризованные лучи, а при ее наличии - одинаково поляризованные. 1 ил. пИзобретение относится к измерительной технике и предназначено дляисследования анизотронных сред.Целью изобретения является измерение параметров поглощающих гиротропных кристаллов,На чертеже представлено предлагаемое устройство,Устройство содержит источник 1излучения, поляризатор 2, электрооптический модулятор 3 эллиптичности, два светоделителя 4 и 5, образующих двухлучевой интерферометртипа Маха-Цендера, четыре полуволновые фазовые пластинки 6 - 9, исследуемый кристалл 10, эталонныйкристалл 11, электрооптический изо"тропный компенсатор 12 и электрооптический изотропный фазовый модулятор 13, механический прерыватель луча 14, Фотоприемник 15, узкополосныеусилители 16 и 17, регистрирующееустройство 18, механизм 19 для вращения полуволновых пластинок 7 и 8и механизм 20 для параллельного перемещения пластинки 9 .Устройство работает следующим образом,Луч света а прошедший через 30 поляризатор 2, модулятор 3 и полу- волновую пластинку 6, имеет модулированную эллиптичность и азимут большой оси эллипса, равный нулю. Луч света с после прохождения через 35 вращающуюся полуволновую пластинку 8 проходит через все возможные состояния поляризации, но всегда остается ортогонапьным лучу а прошедшему через вращающуюся полувол О новую пластинку 7, при этом интерференционный сигнал равен нулю, Частота , модуляции эллиптичностина несколько порядков выше частоты о 1 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 1 О. При отсутствии полуволновой пластинки 9 оба луча а, и а в этом случае будут ортогональны, о чем свидетельствует отсутствие 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 03г фзИзмерение включает следующиеоперации,1, С помощью узкополосного усилителя 16, настроенного на частотумодуляции сд, который играет рольнуль-индикатора, Фиксируют параметры ор и бр луча а, в тот момент,когда последний обладает состояниемполяризации, при котором проходитсквозь исследуемый кристалл без изменений, Азимут с.р и эллиптичностьр соответствует собственному вектору Р, при этом выходной сигнал равен нулю (интерференционный членотсутствует). Через схему обратнойсвязи отключают модуляцию эллиптичности на кристалле 3, прекращаютвращение полуволновых пластинок 7и 8 и тем самым фиксируют параметрыЫ и ф луча а,р2. Когда известны параметры собственных векторов, определяют ко 1 о Рэффициент поглощения Х = . -- . Дляэтого включают вращение прерывателя14, который с частотой -1 поочередно прерывает оба луча интерферометра, Величину Хр определяют по ампли"туде выходного сигнала узкополосного усилителя 17, настроенного начастоту о3. Фазовое смещение луча а 1 ссостоянием поляризации Р определйютс помощью полуволновой пластинки 9,изотропного модулятора 13, изотропного компенсатора 12 (устроенногоаналогично модулятору 13) и усилите"ля 16 (при этом прерыватель 14 лучаотсутствует), Полуволновая пластин"ка 9 обеспечивает одинаковые состояния поляризации лучей, подающих наисследуемый и эталонный кристаллы.С помощью изотропного компенсатора12 определяют фазовое смещениеРлуча а необходимое для того, чтобы разность Фаз между лучами сталаравна величине Б У+ - (И=0,1,2)При этом выходной сигнал усилителя6 равен нулю,4, Вновь включают модуляцию намодуляторе 3 и вращение полуволновых пластинок 7 и 8 (при отсутствии пластины 9 и прерывателя 4)и аналогично и, 1 находят второйсобственный вектор 8,1278689 5, Аналогично и2 и 3 определяют коэффициент поглощения ХоТо д= -а 1 и фазовое смещение луча а,1,с состоянием поляризации Ц 6. ПО разности Х-Х =Х определя. ют дихроизм, двупреломление кристалла находят из соотношения., + (М -И )Г. Для определения Б =М -Б необходимо произвести изЯмерениепри двух различных толщинах кристалла,10 Составитель В. РандошкинРедактор А, Шандор Техред А.Кравчук КорректорВ. Бутяга Заказ 6825/39 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Формула изобретения 15 Устройство для измерения оптических параметров кристаллов, содержащее источник излучения и последовательно расположенные вдоль оптичес кой оси устройства поляризатор, модулятор эллиптичности с частотой ы 1, два светоделителя, образующих двух- лучевой интерферометр типа Маха-Цандера, и фотонриемник, два узкополосных усилителя и регистрирующее устройство, а также электрооптический фазовый модулятор, прерыватель и эталонный кристалл, причем фотоприемник соединен с регистрирующим уст- З 0 ройством через параллельно соединенные узкополосные усилители, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью измерения параметров поглощающих гиротропных кристяллову 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 и 3 (с 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 азимутаоптической 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 составляетоугол 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 вторымсветоделителем.