Способ определения полной разности хода при измерении параметров двупреломления кристаллов

;ОЮЗНАЯл 4 ЧИК 11 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН е разности ход света, а так ля мон оматическог способа ис ставляющий пластинку,орой матоваощеп следуемыи кри сбой плоскоп дна иэ повер талл, прераллельную остен ко Изобретение отптике и может ия раэнос 1пособа.На фиг.оскопическ а также упрощен носится к иэм быть испольэо рен ано схематя фигур но приведена ко для исследуеиог - 3 - распредеенин ссле солютных эн сталлов при для определения двупреломпений кр довании их фиэич Целью иэобрет ние точности и дсих своиств ния является ристалла ение инт на риг.сивности опти- игуры ета м ическ вышеед елеескими осями кон стоверно ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Львовский государственный уситет им. Ив.франко(56) Меланхолин Н.М. Методы нсслвания оптических свойств кристаллМ.: Наука, 1970, с. 52-56.Авторское свидетельство СССРУ 792099, кл. С 01 И 21/23, 1980(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛНОЙ РАЗНОСТИ ХОДА ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ПАРАМЕТРОВ ДВУ-ПРЕЛОМЛЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ(57) Изобретение относится к измерениям в оптике и может быть использованодля определения абсолютных значенийдвупреломлений кристаллов при исследовании их физических свойств. С целью повышения точности определения БО, 1518729 располагают матовой стороной к источнику излучения, облучают светом от монохроматического источника излучения, получают коноскопическую фигуру кристалла, фиксируют число минимумов интенсивности света коноскопической фигуры, начиная от нулевого на выходе оптических осей до середины коноскопической фигуры, определяют целое число порядков по числу минимумов интенсивности света, измеряют расстояние от центра коноскопической фигуры до крайних минимумов в направлении оптической оси и в направлении, перпендикулярном к ней, и дробную часть разности хода определяют фотоэлектричвсе кой регистрацией интенсивности света в центре коноскопической фигуры, читывая соотношение измеренных расстояний или по формуле: а= аЛ/(Ь+а), где й,2 - дробная часть разности хода, а - расстояние от центра коноскопичес- - кой фигуры до крайнего минимума в на-правлении оптической оси; Ь - расстоя- р ние до крайнего минимума от центра коноскопической фигуры в направлении, перпендикулярном направлению оптических осей,- длина волны. 3 ил.1518729 в завнсцмосги от рассопция между оптическими осями (АЛ ) и от разности хода (Д).Точки Л ц А (Фиг. 1) - выход опгическнх осей коцоскопической Фигуры исследуемого кристалла, точка 0 - цецгр коноскопической Фигуры, темные линии - кривые минимумов интенсивности света. 10При освещении размещенного между скрещенными николями исследуемого кристалла, представляющего собой плоскопараллельную пластинку, передняя сторона которого матовая, монохрома тическим светом получаем на экране коноскопическую картину.Распределение интенсивности света на коноскопической картине для моно- хроматического света между выходом оптических осей имеет синусоидальцый характер (Фиг . 2, 3), причем со. "иним минимумам интенсивности свегз огГ 1д =агсз 1 пГ 1 о(2) вечает разность хода в один пор ;ок. Главные изогиры, т.е. кривые миццму ма интенсивности света, проходящие через выход оптических осей (точки Л и А на фиг. 1), имеют нулевой поря . док (К=О) вследсгвие того, что вдоль оптических осей показатели преломления обыкновенного и необыкновенного лучей равны между собой, т.е. знаение двупреломления равно нулю (и-п =О). Если пронумеровать все минимумы интенсивности света от оптических осей до середины коноскопической Фигуры, численное значение 1 г. в середине картины и будет искомым порядком для данной длины волныТаким образом, можно определить целое число длин волн, определяющее разность хода для данного значения з 1 п(- - ),д Ь+а(3) 35где (Ь+а) отвечает расстоянию междуминимумом 1 с и минимумом 1 с+ 1(Фиг. 1).Если сравнить формулу (3) и (1),40 то для дробной части разности ходаполучим соотношение а1 г=ЛЬ+а в = 1 сЛ 45 нальном положении 50 55 Дробная часть разности хода д г определяется по ицгенсивностц света 1 прошедшего через систему скращенных николей и кристалл между ними в дцагов 1 и 2(и,1 и) С 1х с где 1 - амплпгудцое значение ццтено сцвности света; и-.и ф - значение двупреломленця+дг) = 1,з 1 и, - аг, а огсюда, дробнаячасгь разности хода буде равна При определении по формуле (2) надо учесть, что одному значению 1могут отвечать два дробные значения разности хода. Для правильного определения дробной части разности хода следует определить соотношение между расстояниями от центра коноскопической фигуры до крайних минимумов в двух , взаимно перпендикулярных цаправлециях - а и Ь (Фиг. 1)Легко видеть, что в случае а(Ь дробное значение разности хода равно лг, а в случае аЬ составляет Л - д г.Дробную часть разности хода можно гакже точно и легко определить по соогношецию расстояний а и Ь в центре коцоскопической Фигуры (фиг. 1).Интенсивность света в центре коноскопической фигуры описывается формулой (1), но с другой стороны, с чисто геометрической точки зрения, эту зависимость можно представить следующе н Фор мул ой Таким образом, измерив расстояниеог центра картины до крайнего минимума в направлении оптических осей икрайнего минимума в перпендикулярномнаправлении, можно легко и точно определить дробную часть разности ходапо формуле (ч).Точносгь измерения двупреломленияв зависимости от порядка разностихода 1 и толщины кристалла может достигать 2 10 при определении дробнойразности хода фотоэлектрической реги страцией и 1.10 - по соотношению из-,меренных расстояний, 5 1518П р и м е р 1. В качестве источника монохроматического света использовался гелий-неоновый лазер (ЛГН) с длиной волны излучения Э = 632,8 нм,В качестве исследуемого образца использовался кристалл К, БО , представляющий собой плоскопараллельную пластинку толщиной Д = 2,32 нм, одна из сторон которой матовая, а вторая - 10 полированная. Исследуемую пластинку размещают матовой стороной к источнику монохроматического излучения. Освещая кристалл светом лазера, получают на экране коноскопическую фигуру при 15 помощи поляризатора, размещенного перед экраном.Затем фиксируют число кривых минимумов интенсивносги света, начиная с нулевой на выходе оптической оси (точки А и А на Фиг. 1) до середины Фигуры. При толщине кристалла, равной 2,32 мм, число кривых минимумов интенсивности равно 4, и значит число порядков разности хода Еравно то же 4,25Тогда целая часть разности хода равнаД = 1 сЛ=4 632 8 10 = 2531,2 10 (м),30Расстояние от ценгра Фигуры (гочка 0 на Фиг. 1) до крайнего 4 минимума равно 30 мм (а = 30 мм), а расстояние от центра фигуры до крайнего 5 минимума равно 28 мм (Ь = 28 мм). Значение 1 , измеренное фотодиодом по максимуму интенсивности света, равно 221 мВ, а значение 1 , измеренное фотодиодом в центре Фигуры, равно 220 мВ. 40В данном случае а 7 Ь, тогда дробная часть разности хода равнаЛ кЛ - Й;= Л-ассэи1о327,510 (м). 729аналогично примеру 1. Дробную частьразности хода определяют по следующейформуле;с 1 = -- Л 327,310 (м),а .У Ь+а Тогда полная разность хода равна 2858,510 , а значение двупреломпения равноФи-и" = 1,23211 ОФормула изобретенияСпособ определения полной разности хода при измерении параметров двупреломления кристаллов, заключающийся в пропускании через кристалл монохроматического излучения, определении целого числа порядков разности хода и дробной ее части, о т л и ч а ю щ и йс я тем, чго, с целью повышения точности и достоверности определения разносги хода, атакже упрощения способа, при чропускании излучения получают коноскопическую фигуру кристалла, фиксируют число кривых минимумов интенсивности света коноскопической фигурь 1, начиная от нулевого на выходе оптических осей до середины коноскопической фигуры, определяют целое число порядков по числу минимумов интенсивности света, измеряют расстояния от центра коноскопической фигуры до крайних минимумов в направлении оптической оси и в направлении, перпендикулярном к ней, и дробную часть разности хода определяют фотоэлектрической регистрацией интенсивности света в центре коноскопической Фигуры, учитывая соотношение измеренных расстоя- ний по формулеа д = -- Л Ь+а фПолная разность хода равна= Л, + Л - Л = 2858, 7 10(м),Значение двупреломления равно и -и" = ЬЙ = 1,2322 10 П р и м е р 2. Для кристалла К ЯОцелую часть разности хода определяем1 дробная часть разности хода,расстояние от центра коноскопической фигуры до крайнегоминимума в направлении оптической оси;расстояние от центра коноско"пической фигуры до крайнегоминимума в направлении, перпендикулярном направлениюоптических осей;длина волны,1518729 Л ГЯ Л 4 Я Составитель Л.АрхонтовРедактор Ю,Середа Техред Л,Сердюкова Корр ек гор Э.Лончако каз 6601/49 раж 7 дписное ВНИИПИ Гос по изобретениям и открытия .35, 1 аушская наб д, 4/5 ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинатПатент , г, Ужгород, ул, Гагарин ственцого комитета 113035, Москва,Щог