Кристаллы квантовой и нелинейной оптики - Блистанов А.А.
ISBN 5-87623-065--0
Скачать (прямая ссылка):
Коэффициенты эллиптичности определяются выражениями
Существенным недостатком этих критериев является то, что они
на волны света; I - дайна кристалла.
ОСП, Кэ а Кк измеряются при полной апертуре луча, проходящего через кристалл, и являются интегральными характеристиками неоднородности. Наблюдение кристалла, находящегося между скрещенными поляроидами, выявляет картину неоднородности в виде светлых и темных пятен.
При прохождении узкоапертурного, расходящегося луча через различные области кристалла и наблюдении коноскопических фигур можно видеть неоднородность кристалла, характеризующуюся различной величиной аномальной двуосности (рис. 9.57). Как следует из сравнения коноскопических фигур на рис. 9.57, существующая в кристалле аномальная двуосность может быть получена при приложении электрического поля на уровне сотен вольт на 1 см. При совместном вращении скрещенных поляризаторов распределение интенсивности света, прошедшего через систему поляризатор - кристалл - анализатор, изменяется. Интенсивность света, отличная от нуля, при прохождении параллельного луча наблюдается в тех областях кристалла, где имеется аномальная двуосность и главные оси эллипса сечения оптической индикатрисы не совпадают с направлениями пропускания поляризатора и анализатора. Отсюда следует неоднозначность измеряемых величин ОСП, Кэ и Кк. Наиболее полную информацию об оптической неоднородности можно получить, снимая топограмму аномальной двуосности по всему поперечному сечению кристалла при сканировании его узким, слабо расходящимся пучком света.
Оценить неоднородность кристалла можно, используя различные интерференционные методы. Различие показателя преломления в разных частях кристалла определяется либо по искривлению интерференционных полос (интерферометр Майкельсона) для света, прошедшего через кристалл, помещенный в одно из плеч интерферометра, либо по частоте полос (интерферометр Тваймана - Грина) [159, 160]. Для исследования кристаллических элементов, имеющих по крайней мере две плоскопараллельные оптически отполированные поверхности, удобным оказался метод, в котором в качестве интер-
(9.37, а) (9.37, 6)
связаны с Дл не прямо, а через функции типа
250
Рис. 9.57. Интерференционные картины в скрещенных поляризаторах да* элемента ниобата лития z-среза:
а - картина в параллельном пучке; 6, в, г - коноскопнческие фигуры в областях /, 2 п 5; д, е, ж, з - коноскопнческие фигуры в области 1 прн напряженности электрического поля Е = 100, 200, 300 В/см
251
ферометра используется сам кристалл [161, 162]. Этот метод не требует сложного аппаратурного оформления и трудоемкой настройки оптической системы. Наблюдение интерферограмм в отраженном свете проводится при малом (менее 50') отклонении падающего луча от оптической оси кристаллического элемента (рис. 9.58, а). Недостатком такой оптической схемы является то, что в формировании интерференционной картины участвует естественное двупреломление, что затрудняет регистрацию аномальной двуосносги. Этот недостаток можно устранить, поместив на пути луча под углом к нему стеклянную пластинку (рис. 9.58, б). При измерениях используются кристаллические пластинки с гранями, нормальными оптической оси. Ин-терферограммы кристаллических пластинок в отраженном свете представляют собой систему темных полос различной формы (рис. 9.59). При увеличении угла (3 между падающим лучом и нормалью к грани кристалла (направление оптической оси) интерференционные полосы движутся параллельно самим себе в сторону больших значений М (М - порядок минимума на интерферограмме). Движение полос наблюдается и при вращении плоскости поляризации падающего света. Если ингерферограмма представляет собой систему ровных, параллельных полос, она меньше зависит (или совсем не зависит) от вращения плоскости поляризации падающего света. Эти особенности поведения интерференционной картины определяются эллиптичностью поляризации интерферирующих лучей. Эллиптичность, или форма поляризации света определяется методом Сенармона [163]. Зависимость формы поляризации света от двупреломления и поляризации определяется [164] выражениями
где X - азимут главной оси эллипса поляризации;
а и b - величины главных осей эллипса поляризации;
Ыа - эллиптичность;
5 - сдвиг фаз, возникающий между обыкновенным и необыкновенным лучами при прохождении света через кристалл; а - азимут плоскости поляризации падающего света.
Из (9.38) следует, что чем больше двупреломление (при Дер < л/4) и, следовательно, вызвавшая его аномальная двуосностъ, тем больше изменение эллиптичности при вращении плоскости поляризации падающего света. Это проявляется в том, что при прохождении луча света через различные участки одного и того же, но неоднородного кристалла наблюдается различие форм поляризации при одинаковом положении поляризаторов. Величина эллиптичности коррелирует и с
252
tg2X = cos5 tg2a; sin2co = sin5 sin2a; bla = tgco,
(9.38, a) (9.38, 6) (9.38, в)
Рис. 9.58. Схема наблюдения интерферограмм:
а - свет распространяется под углом р к оптической оси кристалла; б - свет распространяется вдоль оптической оси кристалла;
