Способ измерения показателя преломления оптически неоднородных материалов

(п,-п,+, )+(81 П Ы -81 П Ы,)1 2(п 81 пМ р - и 81 П 0 и.( ) щью поворотного столика и фотодетектора измеряются два резонансных угла падения с и Ы,на входную грань призмы, соответствующие возбужденйю волновода на калиброванных модах и определяется искомая величина показателя преломления призмы пр на длине волны зондирующего излучения.Соотношение, связывающее значение эффективного показателя преломления ,и, волноводной моды с показателем преломления и вводной призмы, имеет , вид 81 ПЫ15 и = и 81 п А + агся 1 п( -- ),(1) ФЪз и ргде А - угол между основанием и входной гранью призмы; Ы , - угол падения на входную грань призмы. Волновод калибруется с помощью призмы, показатель преломления которого известен с высокой точностью (не хуже +510 ). Оптическим матери.- алом для этих целей может служить набор разных марок тяжелого флинта (например, ТФс и =- 1,7 ч 971). Набор эффективных показателей преломле-, ния волновода п этим способом можно определить с точностью +1 10 . 40-+Калибровку эффективных показателей преломления волновода и(ь можно прово- дить с помощью рефрактометрического способа. В конкретном варианте реали-, " зации способа эталонный вводные приз мы изготавливают из сверхтяжелого флинта марки ТФ, с помощью которых проводилась калибровка эффективных ,показателей преломления планарногоионообменного оптического волновода , в стекле марки К. Из кристаллов ЕЛО,изготовляют исследуемые призмы связи. С их помощью на гониометре ГСизмеряют новые резонансные углы возбуждения калиброванного волновода и по формуле (ч) определяют искомые55 показатели преломления кристалла 1 1 ИЬО. Для одновременной проверки возможностей способа для измерения поЗнак (+) берется, когда падающии луч лежит между основанием призмы и нормалью к грани, а знак (-) имеем, когда в той же области лежит отраженный луч. 1Для многомодового волновода с числом резонансных мод М 2 для Моды с индексом тп выражение (1) примет видЯ 1 ПЫи = и 81 и А + агся 1 П(- -- .),(2)ира для моды с индексом в + 1 81 ПМ (+,и = и 81 п А+агсв 1 и(- -- ) (3)в+( р- и(,р Исключив из выражений (2) и (3)угол А, получаем Формулу для расчетапоказателя преломления призмы в виде казателя преломления малогабаритных оптических материалов исследуемые призмы из кристаллов 1,1 ИЬО изготовляют с линейными размерами менее 10 мм. В результате данной последовательности операций измерений на длине волны= 0,6328 мкм получают значения обыкновенного показателя преломления по = 2,2888 и необыкновенного показателя преломления п = 2,201.Способ определения показателя преломления прост и заключается в измерении резонансных углов возбуждения калиброванного волновода и вычислении неизвестного показателя преломления по формуле (4). В отличие от гониометрического способа, где угловые измерения проводятся с помощью наблюдения совпадения изображения щели с нитью окулярного креста, в способе использование волноводной техники позволяет измерять резонансные углы вол- новодных мод регистрацией интенсивности света с помощью Фотоприемника. Такая техника угловых измерений увеличивает быстродействие исследования дисперсии оптически неоднородных материалов. Проведение измерений на двух волноводных модах одной и той(и,- и)+(вйп Ы - в 1 п с,2(п в 1 пф, - пзхпрс )1 же поляризации позволяет исключитьугол А между входной гранью и основанием исследуемой призмы, что приводитк уменьшению операций угловых измере-.ний и к дополнительному уменьшениювремени процесса измерений. Особенноиспользование волноводной техники оказывается эффективным для обеспеченияпроцесса измерения показателя преломления в невидимой области спектра.Так как угловые измерения основаны нарегистрации резонансных углов возбуж"дения волновода, поэтому качество обработки граней вводной призмы не су"щественно для процесса измерений, чтоважно для мягких трудно обрабатываемых оптических материалов. Снижениетребований к оптической обработкепризмы и обеспечение процесса измере"ний показателя преломления оптическинеоднородных материалов в невидимойобласти спектра позволяют эффективноиспользовать его для измерения дисперсии таких трудно обрабатываемыхоптически неоднородных материалов,как сверхтяжелые Флииты с и = 2,0 т 2,3и халькогенидные стекла с и = 2,5 т 3,5,Время измерения показателя преломления оптических материалов с помощью 91 6способа на длине волны= 0,6328 мкм равно 15 мин, вместо нескольких часов в случае измерений гониометрическим способом. формула изобретения Способ измерения показателя преломления оптически неоднородных материалов, включающий направление колт. лимированного монохроматического излучения на исследуемый образец, выполненный в виде призмы, о т л иц з ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения процесса измерений, коллимированное монохроматическое излучение направляют на призму, оптически. связанную с планарным оптическим волноводом с известными значениями двух эффективных показателей преломления и и и+ возбуждают в нем две волноводные моды монохроматицеского излучения, соответствующие известным значениям эффективных показателей преломления планарного волновода, определяют резонансные углы 0 п, и М ) возбуждения этих волноводных мод и рассчитывают величину искомого показателя преломления и р по формулей1562791Составитель С. Голубевктор Н. Лазаренко . Техред М,Дидык Корректор М. Максиьюшинец Заказ 1059 Тираж 512 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям:и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж"35, Раущская наб., д 1/5изводственно-издательский комбинат "Патент", .г.ужгород, ул. Гагарина,101