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

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

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.