Устройство для измерения анизотропии коэффициента поглощения и нелинейного показателя преломления

%ВИКАМИ ТОРСНОМУ ТЕЛ ЬСТВУ 18-25 зменения интен-линзу и средство:деления интенсиведство дл излучени чени внос к ке, о т л и ч ас целью повы ие в физикс. 342. изводительност полнительно вв ка и компенсаовательно межд измеренияказателя едств дляиост змеренис в лазер оптиче нзои и о еделениячке таким ен вып. 5,скиеориен ип) м, чт компе оси расщепителятированы под угл ат ИЗМЕРЕНИЯ ГЛОЩЕНИЯ ЕЛОМЛЕ НИЯ последооду излуми и излу и 900 ия раслазера соответственноплоскости главного сечтеля и компенсатора вздикулярны. епи-пенмно ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(21) 3659678/ (22) 04.11.83 (46) 07,01.85. Б (72) В.Н. Семиош (53) 535.24(088. (56) 1. Качмарек лазеров. М, "Ми2. Борщ А,А.ф Крупа Н.И. Устро анизотропии нели преломления. - Ж 1976, с, 1806-18 Ф. Введе р" ь 1981 э Бродин М йство для нейного и ЭТФ, т. 7 09 (прото(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНИЗОТРОПИИ КОЭФФИЦИЕНТА И НЕЛИНЕЙНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ образца, содержащее лазер вательно установленные по для измерения распр ности в лазерном пу ю щ е е с я тем, чт шения точности и.пр измерений, в него д дены расщепитель пу установленные после11335102. Устройство по п, 1, о т л и ч а гдею щ е е с я тем, что толщина компен 01 6саторавыбирается из соотношения"011 че -- толщина расщепителя,показатели преломления обыкновенного и необыкновенноголучей в расщепителе и компенсаторе, Изобретение относится к квантовойэлектронике, а именно к нелинейнойоптике, и может быть использованодля точных измерений.анизотропии коэффициента поглощения и анизотропии 5нелинейного показателя преломлениявещества,Известно устройство для исследования вынужденного двулучепреломления,содержащее импульсный лазер, нейтраль 10ные фильтры, поляризатор, дихроичноезеркало, кювету с исследуемой жидкостью, анализатор, интерференционные фильтры, средствадля регистрацииинтенсивности лазерного излученияустановленные последовательно на осипучка излучения импульсного лазера,и непрерывный лазер, ось пучка излучения которого с помощью дихроичногозеркала совмещена с осью пучка импульсного лазера 11.Недостатками этого устройства явля"ются низкая точность измерения, таккак определить величину двулучепреломления можно лишь эа два импульсалазерного излучения, а также ограниченные функциональные возможности.Его нельзя использовать для проведения измерений коэффициента поглощения и анизотропии нелинейного пока- З 0зателя преломления в средах, нелинейность которых обусловлена свободныминосителями. Кроме того, устройствотехнически сложно из-занеобходимости .точного совмещения осей пучков вепре рывного и импульсного лазеров.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для измерения анизотропии коэффициента поглощения и нелинейного по" 40казателя преломления, содержащее ла, зер и последовательно установленные по ходу излучения средство для изменения интенсивности излучения, линзу и средство для измерения распределения интенсивности в лазерном пучке 2.Недостатком известного устройства является низкая точность измерения (около ЗОБ), так как определить величину анизотропии можно только за два импульса лазерной генерации. Кроме того, необходимо менять ориентацию кристалла, что повышает трудоемкость процесса, т.е. снижает производительность устройства.Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения анизотропии коэффициента поглощения и нелинейного показателя преломления образца, содержащее лазер и последовательно установленные по ходу излучения средство для измерения интенсивности излучения, линзу и средство для измерения распределения интенсивности в лазерном пучке, дополнительно введены расщепитель и компенсатор, установленные последовательно между линзой и средством для измерения распределения интенсивности в лазерном пучкетаким образом, что оптические оси рас.1щепителя и компенсатора ориентированы под углами к оси излучения соответоственно 45 и 90 , а плоскости главного сечения расщепителя и компенсатора взаимно перпендикулярны.При этом толщина компенсаторавыбирается из соотношения п -а(45)Ь,о "е.1 - толщина расщепителяф5 о е показатели преломления обык"оде новенного и необыкновенноголучей в расщепителе и компенсаторе.На чертеже приведена структурная 10 схема устройства для измерения аниэотропии поглощения и нелинейного показателя преломления.Устройство содержит лазер 1, средство 2 для изменения интенсивности лазерного излучения, линзу 3, расщепитель 4, компенсатор 5, исследуемый образец 6, средство 7 для измерения поперечного распределения интенсивности. 2 РУстройство работает следующим образом,Излучение лазера 1 ослабляется до необходимой интенсивности средством 2,фокусируется линзой 3, расщепляется расщепителем 4 на два равных пучка с взаимно перпендикулярной по" ляризацией (обыкновенный и необыкновенный), проходит через компенсатор 5, который компенсирует разность хода между обыкновенными и необыкновенными пучками, и попадает на исследуемый образец 6. Далее средство 7 для измерения поперечного распределения интенсивности регистрирует ин 35 тегральные интенсивности прошедших пучков при измерении анизотропии коэффициента поглощения, либо, в случае измерения нелинейного показателя преломления, диаметры прошедших пучковИзмеряя зависимость диа.метра пучков от падающей. мощности, определяют пороговые мощности и по соотношениюо,е М 2 о 1 Саф 1 2-0,Ъ - 7(2)где Р- пороговая мощность самоо,еифокусировки или самодефокусировки в исследуемом образце;Ъ - длина световой волны в вакуоуие, 5 находят нелинейные показатели преломоления й и л 2 для обыкновенного и необыкновенного пучковСредства для изменения интенсивности лазерного излучения могут представлять собой нейтральные фильтрыили два поляризатора, повернутых относительно друг друга на определенныйугол. Средства для измерения распределения интенсивности в лазерном пучкемогут представлять собой фотопластин"ку или матричные фотоприемники с дисплеем.Если излучение лазера линейно поляризовано, то, изменяя угол между плоскостями главного сечения и поляризации, определяют пороговые мощностисамофокусировки для обыкновенного инеобыкновенного пучков одновременно.Таким образом, параметры, необходимые для определения анизотропиикоэффициента поглощения и нелинейного показателя преломления, измеряются с помощью предлагаемого устройства за один импульс лазера. Это повышает точность измерения до 0,1 Хпри определении коэффициента поглощения и до ЗХ при определении нелинейного показателя преломления, так какпри этом отпадает необходимость учетанестабильности интенсивности пазерного излучения.Расщепитель изготовлен из двулуче-преломляющего материала, причем оптическая ось С расположена под углом45 о к оси падающего лазерного излучения, поэтому даже при нормальномпадении происходит снос энергии -пространственное разделение обыкновенного и необыкновенного пучков.Угол между оптической осью С и волновым ректором падающего излучения (осьюустройства) взят равным 45 , так каков этом случае при падении на линейноанизотропную среду пучка с гауссовым профилем интенсивности, расходимости обыкновенного и необыкноВенногопучков одинаковы.Максимальный угол Ч между обыкновенным и необыкновенным пучками излучения наблюдается тогда, когда тангенс угла об между оптической осью Срасщепителя и осью устройства (направлением распространения пучка излучения) ражи -" . Действительно, уголОеможно определить через угол 06 следующим образом;э п -пе 1 Яй г 1 р йе Ям,