Измерение показателя преломления оптически прозрачных материалов с помощью «однозеркального» интерферометра

Губич, Никита Александрович Базовая кафедра фотоники и лазерных технологий
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Содержание …………………………………………………………………………………………………… 3
Введение ……………………………………………………………………………………………………….. 4
1 Методы измерения показателя преломления ……………………………………………….. 5
1.1 Гониометрический метод ………………………………………………………………………. 5
1.2 Рефрактометрический метод …………………………………………………………………. 9
1.3 Интерферометрический метод……………………………………………………………… 11
1.4 Выбор интерферометра ……………………………………………………………………….. 12
1.4.1 Интерферометр Майкельсона …………………………………………………………. 12
1.4.2 Однозеркальный интерферометр ……………………………………………………. 15
1.5 Интерференционно-чувствительный фотоприемник …………………………….. 16
1.5.1 Определение и свойства ИЧФ ………………………………………………………… 16
1.5.2 Вакуумные интерференционно-чувствительные фотоприемники ……. 17
2 Разработка методики и установки измерения показателя преломления ………. 18
2.1 Измерение показателя преломления …………………………………………………….. 18
2.2 Структурная схема и описание установки ……………………………………………. 19
2.3 Преобразователь ток-напряжение-усилитель ……………………………………….. 22
2.4 Стабилизатор тока и температуры ……………………………………………………….. 25
3 Экспериментальные результаты ………………………………………………………………… 27
Заключение …………………………………………………………………………………………………. 31
Список использованных источников ……………………………………………………………. 32
Приложение А …………………………………………………………………………………………….. 34
Приложение Б ……………………………………………………………………………………………… 35
Приложение В……………………………………………………………………………………………… 37
Приложение Г ……………………………………………………………………………………………… 38
Приложение Д……………………………………………………………………………………………… 39

Показатель преломления вещества – важная величина, равная отношению
фазовых скоростей света (электромагнитных волн) в вакууме и в данной среде.
Величина, которая применена и реализована как в быту, так и в промышленной
сфере для создания оптических приборов, установок. Без существования
эффекта преломления не возможно было бы человеку видеть окружающий мир,
ведь стекловидное тело и хрусталик глаза – это биологические линзы
выполняющие функцию фокусировки светового потока в точку на
чувствительной сетчатки глаза.
Существуют различные методы измерения показателя преломления,
гониометрический, рефрактометрический и интерференционный. Эти методы
позволяют измерять показатель преломления с высокой точностью, но
наиболее точным является интерференционный, однако этот метод,
использующий стандартные интерферометры часто не удобен в работе. В связи
с этим разработка более простых и удобных методов и приборов является
актуальной.

В процессе выполнения магистерской диссертации был проведен
литературный обзор по теме методы измерения показателя преломления,
интерферометры, вакуумные ИЧФ, полупроводниковые лазеры.
В основу разработки взят однозеркальный интерферометр с применением
вакуумного интерференционно-чувствительного фотоприемника, который
имеет преимущества перед другими интерферометрами. К таким
преимуществам относятся простота оптической схемы и юстировки
интерферометра. Так же разработан высокочувствительный, высокочастотный
преобразователя ток-напряжение-усилитель для ИЧФ и проведены измерения
его амплитудно-частотных характеристик.
Основными пунктами являются:
1) разработана методика измерения фазы стоячей волны, возникающей в
однозеркальном интерферометре;
2) разработан и создан экспериментальный образец установки,
включающий в себя полупроводниковый лазер с температурной перестройкой
длины волны и ее стабилизации в этой области с точностью до: 0.75 нм;
3) проведены измерения интреферограммы в зависимости от напряжения
на пьезоэлементе;
полученные результаты будут использованы для разработки
измерителя абсолютных значений показателей преломления.

1. Материалы оптические. Методы измерения показателя преломления :
государственный стандарт союза ССР / Москва ГСП : ред. В. С. Бабкина. –
Москва : издательство стандартов, 1992. – 30 с.
2. Высокоточные угловые измерения /Д.А. Аникст, К.М. Константинович,
И.В. Меськин [и др.] ; под ред. Ю.Г. Якушенкова. – М: Машиностроение, 1987.
– 1480 с.
3. Борн, М.Основы оптики. / М. Борн, Э.Вольф – М: Наука, 1973. – 720 с.
4. Иоффе, Б.В. Рефрактометрические методы химии / Б.В. Иоффе. – Изд.
2-е, перераб. и доп. – Л.: Химия, 1974. – 400 с.
5. Абруков, C.A. Теневые и интерференционные методы исследования
оптических неоднородностей : учебное пособие / С.А. Абруков. – Казань :
Казан. ун-та, 1962. – 83 с.
6. Сивухин, Д. В. Общий курс физики. Учеб. пособие: Для вузов. В 5 т. Т.
IV. Оптика. — 3-е изд., стереот. / Д. В. Сивухин — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. –
792 с.
7. Ivanenko, A. A. Selective interference sensitive photodetector / A. A.
Ivanenko, V.F.Shabanov, A.M. Sysoev, N.P. Shestakov // Proceeding on
CAOL/LFNM/POEO. – Ukraine, 12-17 Septeember, 2005. – P. 275-278.
8. Пат. 2255306 Российская федерация, МКП G01B9/02, Интерферометр /
Иваненко А.А., Сысоев А.М, Шестаков Н.П. – № 2002107179/28; 2002.03.20;
утв. 2005.06.27, Бюл. №18
9. Shestakov, N. P.Photodetectorinterferencefield/N. P. Shestakov,
A. A. Ivanenko, A. M. Sysoev // Proceedings of SPIE. – 2002. – V. 4900, Part Two –
P. 1276-1289.
10. Ivanenko, A.A. New photodetector – meter of the correlation function of
optical signals / A. A. Ivanenko, N. P. Shestakov, A. M. Sysoev, V. F. Shabanov //
Proceeding SCI. – 2003. – V.10. – P. 124-129.
11. Пат.2227341Российскаяфедерация,МКПH01J40/02,
Фотоэлектронный прибор / Иваненко А.А., Шестаков Н.П., Сысоев А.М. – №
2002103994/09; 2002.02.13; утв. 2004.04.20, Бюл. №11.
12. Пат. 2224331 Российская федерация, МКП H01L31/00, Фотоприемник
(варианты) / Шестаков Н.П., Иваненко А.А., Сысоев А.М. – № 2001131679/28;
2001.11.23; утв. 2004.02.20, Бюл. №5.
13. Иваненко, А.А. Интерференционно-чувствительные фотоприемники и
их применение : дис. … канд. Физ.-мат. наук : 01.04.01 / Иваненко Александр
Анатольевич. – Красноярск , 2009. – 83с.
14. Ives H. Standing light waves; Repetition of an experiment by Wiener, using
a photoelectric probe surface / H. Ives, T. Fry // J. of Optical Society of America. –
1933. –V. 23. – P. 73–83.
15. Bücher H. Stehende-Wellen-Interferometer zur Messung von optischen
Gangunterschieden / H. Bücher // Patentschift DE. – 1983. – 3300369. – P. 6.
16. Пат. 2241280 Российская федерация, МКП H01L31/00, Фотоприемник
/ Шестаков Н.П., Иваненко А.А., Сысоев А.М. – № 2002102016/28; 2002.01.21;
утв. 2004.11.27, Бюл. №33.
17. Иваненко,А.А.Квадратурныйдвухфазныйинтерфернционно-
чувствительный фотоприемник для интерферометров встречных световых
потоков / А.А. Иваненко, Н.П. Шестаков, А.М. Сысоев, В.Ф. Шабанов // Труды
Всероссийской научно-технической конференции. – Красноярск, 2006. – 339. –
343c.
18. Stiebig, H. Standing-wave spectrometer / H. Stiebig, D. Knippa, E. Bunte //
Applied Physics Letters. – 2006. – V. 88. – P. 083509-1 – 083509-3.
19. Мосс, Т. Полупроводниковая оптоэлектроника / Т. Мосс, Г. Баррел,
Б. Эллис. – М: Мир, 1976. – 432 c.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Исследование структуры и свойств биоинертных сплавов системы Ti-Nb
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Кальций-фосфатные мишени для ВЧ-магнетронного осаждения биосовместимых покрытий
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)