為了建立系統(tǒng)的科學(xué)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(xué)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(shù)范圍的晶粒,分別制作成4個目數(shù)范圍的樣片,結(jié)合補(bǔ)色原理利用偏光干涉法進(jìn)行雙折射率的測試。測試結(jié)果表明,雙折射率的測試與篩子的目數(shù)范圍和晶體粒徑大小取值有關(guān)。五種晶體在Ⅲ270-400目目數(shù)范圍的光程差測量值的平均值與光程差實(shí)測值相契合,也即是在此目數(shù)范圍內(nèi)的雙折射率實(shí)驗(yàn)值與雙折射率實(shí)測值符合一致。較Ⅲ目數(shù)范圍而言,在Ⅰ 100-170,Ⅱ170-270和Ⅳ400-600目數(shù)范圍的光程差實(shí)驗(yàn)值與光程差實(shí)測值存在偏差。并且在四個目數(shù)范圍中,晶體粒徑取中間值時,雙折射率的實(shí)驗(yàn)值最接近大晶體雙折射率實(shí)測值。因此,最理想測試條件為選取篩子的Ⅲ270-400目目數(shù)范圍內(nèi)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(jù)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(xué)晶體的篩選打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。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(jié)構(gòu),結(jié)合粉末X射線衍射和紅外測試進(jìn)一步確認(rèn)了其結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性。通過熱力學(xué)測試(TG曲線圖)確定了化合物的熱力學(xué)性質(zhì)。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(yīng)用于深紫外區(qū)域的潛能。理論計(jì)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(tuán)排列,通過研究這些碳酸根基團(tuán)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(tuán)的最優(yōu)排列。這三個化合物的合成為發(fā)展和推進(jìn)其他具有大雙折射率的深紫外材料提供了理論和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。
【學(xué)位單位】：福建師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(zhì)體后將產(chǎn)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?yàn)椋爿S方向（圖ｌ－１－ａ）。如??圖ｌ－１－ｂ所示，先在紙面畫一個點(diǎn)，然后將冰洲石按菱面方向向下放置有點(diǎn)的位置，??此時，透過冰洲石可以看到有兩個點(diǎn)出現(xiàn)。〇點(diǎn)與紙上的點(diǎn)重合，ｅ點(diǎn)為偏離紙上的??點(diǎn)。將冰洲石以發(fā)現(xiàn)位置為圓心逆時針旋轉(zhuǎn)時，〇點(diǎn)保持不變，ｅ點(diǎn)圍繞〇點(diǎn)作逆時??針圓周運(yùn)動（圖ｌ－１－ｃ）。將冰洲石圍繞解理面長對角線轉(zhuǎn)動，ｅ點(diǎn)逐漸趨向〇點(diǎn)，??當(dāng)ｃ軸完全垂直紙面時，〇點(diǎn)和ｅ點(diǎn)重合為一點(diǎn)（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(zhì)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(jìn)入非均質(zhì)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(yīng)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�！埃校小焙汀埃粒痢狈謩e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(zhuǎn)化為ＰＰ，形成偏光，到達(dá)上偏光??鏡時，因?yàn)槠湔駝臃较蚺cＡＡ相互垂直，被吸收，所以視域呈現(xiàn)完全黑暗。當(dāng)在載??－１３－??

不發(fā)生雙折射，旋轉(zhuǎn)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(jìn)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(chǎn)生光程差（Ｒ）。設(shè)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(jù)折射率定義Ｎ?＝?｜，帶入式??Ｉ??－１４－??
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本文編號：2889175