【摘要】：3~5μm激光由于處于大氣透明窗口,還是物體熱輻射集中的波段,因此在紅外制導(dǎo)、光電對(duì)抗上具有其他波段激光無(wú)法替代的特殊應(yīng)用。磷鍺鋅(ZGP)晶體是產(chǎn)生3~5μm中紅外激光常用的非線性晶體,其折射率均勻性是衡量晶體性能的重要指標(biāo)之一,測(cè)量ZGP晶體折射率均勻性可為其生長(zhǎng)工藝的改進(jìn)提供依據(jù)。以往研究人員都是采用商品化的紅外干涉儀對(duì)晶體折率的均勻性直接進(jìn)行測(cè)量,但這種干涉儀價(jià)格非常昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并不能在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中廣泛應(yīng)用。本文目的旨在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下,設(shè)計(jì)并搭建一套滿足實(shí)驗(yàn)室基本測(cè)量需求的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的Tm:LuAG單縱模激光干涉儀,并將此干涉儀應(yīng)用到對(duì)ZGP晶體折射率均勻性的測(cè)量實(shí)驗(yàn)中。本文的主要內(nèi)容如下:1、分析了常用測(cè)量晶體折射率均勻性干涉方法的特點(diǎn)及測(cè)量結(jié)果分析手段,針對(duì)ZGP晶體折射率均勻性的測(cè)量,本研究選擇Tm:LuAG單縱模激光器輸出的2.02μm激光作為干涉光源,干涉結(jié)構(gòu)采用馬赫-曾德爾型,通過干涉條紋變化量得到ZGP晶體的折射率均勻性。通過比較常用獲得單縱模激光的方法,本文采用基于法拉第效應(yīng)的單向環(huán)形腔法,利用法拉第旋光器與半波片實(shí)現(xiàn)環(huán)形腔單向運(yùn)轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生單縱模激光。分析馬赫-曾德爾型干涉結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空氣楔等厚干涉的原理以及干涉條紋的特征,理論推導(dǎo)條紋變化量與晶體折射率均勻性間的定量關(guān)系。2、搭建干涉儀實(shí)驗(yàn)裝置。環(huán)形腔Tm:LuAG激光器在實(shí)現(xiàn)單向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)得到單縱模激光,最大輸出功率為511 mW,波長(zhǎng)為2022.40 nm,光束質(zhì)量M~2因子為1.2。搭建干涉光路,利用光束分析儀獲得干涉圖像,利用國(guó)標(biāo)法對(duì)干涉條紋進(jìn)行處理計(jì)算,該設(shè)備測(cè)量ZGP晶體折射率均勻性的測(cè)量精度為2.5×10~(-6),并利用該干涉儀測(cè)量了16塊ZGP晶體的折射率均勻性,根據(jù)折射率均勻性對(duì)ZGP晶體的質(zhì)量進(jìn)行了篩選。本文首次采用2μm單縱模激光來(lái)探測(cè)ZGP晶體折射率均勻性,設(shè)計(jì)并成功搭建出Tm:LuAG單縱模激光干涉儀,實(shí)現(xiàn)了對(duì)ZGP晶體折射率均勻性的測(cè)量。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文P 晶體折射率均勻性，本文將設(shè)計(jì)并搭建一套單的干涉儀，并應(yīng)用到對(duì) ZGP 晶體折射率均勻計(jì)要求ZGP 晶體折射率均勻性的干涉儀包括干涉光源到晶體折射率均勻性。對(duì)于干涉光源，，由圖 1 2 μm，因此要求干涉光源的波長(zhǎng)最小應(yīng)在 2 影響最小，考慮采用 2 μm 單縱模激光作為干分為泰曼-格林干涉光路、馬赫-曾德爾干涉光路和法布里-珀羅干涉法光路，這些干涉光路都結(jié)構(gòu)搭建的難易程度，選擇采用馬赫-曾德爾像得到折射率均勻性的方法以及獲得2 μm單

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文前分布相減得到:( ) ( ) /o e o e o e p n n L + n n L ，移相干涉實(shí)現(xiàn)了相位的空間變化轉(zhuǎn)換成晶體折射率變化。 年，J.H.Brμning 和 D.R.Herriott 等人提出條紋掃描和移相干涉如圖 1-2 所示，利用壓電晶體實(shí)現(xiàn)移相，使用 32×32 二極管陣信息，通過這些數(shù)據(jù)，微型計(jì)算機(jī)用傅里葉級(jí)數(shù)法同步檢測(cè) 1，并在 1 分鐘內(nèi)在存儲(chǔ)示波器上顯示等高線和透視圖中的波元件的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過不同的編程算法可以獲得鏡面的拋光勻性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH744.3

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本文編號(hào)：2627781