為了建立系統(tǒng)的科學有效的微小晶粒的雙折射率測試方法,我們特意選取了具有不同雙折射率大小的Al2O3、SiO2、KDP、LBO和BBO五種常用的光學晶體作為研究對象。將各個晶體分別研磨篩分成Ⅰ 100-170目,Ⅱ170-270目,Ⅲ270-400目和Ⅳ400-600目四個目數范圍的晶粒,分別制作成4個目數范圍的樣片,結合補色原理利用偏光干涉法進行雙折射率的測試。測試結果表明,雙折射率的測試與篩子的目數范圍和晶體粒徑大小取值有關。五種晶體在Ⅲ270-400目目數范圍的光程差測量值的平均值與光程差實測值相契合,也即是在此目數范圍內的雙折射率實驗值與雙折射率實測值符合一致。較Ⅲ目數范圍而言,在Ⅰ 100-170,Ⅱ170-270和Ⅳ400-600目數范圍的光程差實驗值與光程差實測值存在偏差。并且在四個目數范圍中,晶體粒徑取中間值時,雙折射率的實驗值最接近大晶體雙折射率實測值。因此,最理想測試條件為選取篩子的Ⅲ270-400目目數范圍內的晶粒作為測試光程差R的測試對象,取粒徑范圍的中間值作為粒徑d,最后根據公式R=Δn×d得到晶體的雙折射率。這一方法將為我們對優(yōu)秀非線性光學晶體的篩選打下堅實的基礎。我們利用亞臨界水熱法合成了三例堿金屬-稀土碳酸鹽晶體KY(CO3)2,Na2Gd(CO3)F3和NaGd0.25Lu0.7s(CO3)F2。通過單晶X射線衍射測定了它們的晶體結構,結合粉末X射線衍射和紅外測試進一步確認了其結構的準確性。通過熱力學測試(TG曲線圖)確定了化合物的熱力學性質。紫外-可見漫反射光譜表明了三個化合物的紫外截止邊都可能低于200nm,具有應用于深紫外區(qū)域的潛能。理論計算表明三個晶體都具有大雙折射率,分別是0.105,0.084和0.198。三個晶體展現(xiàn)出不同的碳酸根基團排列,通過研究這些碳酸根基團的排列方式對雙折射率的影響,得出其大雙折射率均起源于微觀各向異性極化率和[CO3]基團的最優(yōu)排列。這三個化合物的合成為發(fā)展和推進其他具有大雙折射率的深紫外材料提供了理論和實驗指導。
【學位單位】：福建師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O734
【部分圖文】：

圖１－１冰洲石的雙折射現(xiàn)象??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ?ｏｆ?Ｉｃｅｌａｎｄ?ｃｒｙｓｔａｌ??射入非均質體后將產生雙折射現(xiàn)象［３７］。以冰洲石為例說明。冰洲石，屬于三方晶系，??空間群Ｒ３ｃ，具有菱面體解理，其菱面體中分線的方向為ｃ軸方向（圖ｌ－１－ａ）。如??圖ｌ－１－ｂ所示，先在紙面畫一個點，然后將冰洲石按菱面方向向下放置有點的位置，??此時，透過冰洲石可以看到有兩個點出現(xiàn)。〇點與紙上的點重合，ｅ點為偏離紙上的??點。將冰洲石以發(fā)現(xiàn)位置為圓心逆時針旋轉時，〇點保持不變，ｅ點圍繞〇點作逆時??針圓周運動（圖ｌ－１－ｃ）。將冰洲石圍繞解理面長對角線轉動，ｅ點逐漸趨向〇點，??當ｃ軸完全垂直紙面時，〇點和ｅ點重合為一點（圖ｌ－１－ｄ）。因此，雙折射現(xiàn)象可??以理解為是入射光穿過非均質礦物后被分解成了兩束速度不同、振動方向相互垂直??的偏光的現(xiàn)象。??入射光沿某個方向進入非均質體時，并沒有分解成兩束速度不同、振動方向相??互垂直的偏光，這種特定的方向我們稱之為光軸。中級晶族（六方晶系、四方晶系、??

目前的偏光干涉法主要應用于正交偏光鏡。而正交偏光是指下偏光鏡與上偏光??鏡一起作用，且其振動方向相互垂直。“ＰＰ”和“ＡＡ”分別表示下偏光鏡和上偏光鏡的??振動方向，且“ＰＰ”和“ＡＡ”相互垂直，如圖１－５所示。在正交偏光鏡間不放晶片時，??光穿過下偏光鏡的過程中，光波的振動方向全部轉化為ＰＰ，形成偏光，到達上偏光??鏡時，因為其振動方向與ＡＡ相互垂直，被吸收，所以視域呈現(xiàn)完全黑暗。當在載??－１３－??

不發(fā)生雙折射，旋轉載物臺３６０°，視域保持黑暗，此現(xiàn)象被稱為全消光。??波長為的單色光射入下偏光鏡，透出平行ＰＰ的偏光，進入與上下偏光鏡斜交??的晶片（圖１－５），分解形成兩束偏光，其振動方向分別平行于光率體半徑心和心??（兩束偏光以心和心表示）。其中，Ｉ為慢光（折射率Ｎｓ），Ｋ２為快光（折射率??Ｎｆ）。由于１和心在通過晶片的過程中速度不一樣，必然產生光程差（Ｒ）。設光??在空氣中傳播速度Ｃ。，慢光和快光通過厚度為ｄ的晶片的時間分別為ｔｊＰｔｆ，貝ＩＪ：??Ｒ?＝?Ｃ０?ｘ?（ｔｓ?—?ｔ，）?＝?Ｃ〇?ｘ?泛?＿?告）＝ｄ?ｘ?（舍—ｇ）??（１－１４）??匕和々分別代表慢光和快光在晶體中的傳播速度。根據折射率定義Ｎ?＝?｜，帶入式??Ｉ??－１４－??
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本文編號：2889175