壓應(yīng)力對冰洲石晶體光學(xué)性能的影響.pdf

1、偏光棱鏡是偏振光學(xué)中最重要的光學(xué)器件之一,對偏振技術(shù)的發(fā)展也起著舉足輕重的作用。但是在偏光棱鏡的安裝和使用過程中,通常要受到外部應(yīng)力場的影響。這些影響主要通過晶體的面形和折射率兩方面表現(xiàn)出來,雖然應(yīng)力場帶來的變化很小,但是足以影響光在晶體中的傳播,從而影響器件的光學(xué)性能。
　　本課題以天然冰洲石晶體為例,設(shè)計實驗測量了冰洲石晶體光軸方向和垂直于光軸方向的彈性模量,證實了冰洲石晶體的彈性模量具有各向異性;搭建光路,初步探究了外部壓應(yīng)

2、力對晶體光軸方向、晶體的消光比和相位延遲量的影響。本課題的研究為偏光棱鏡的設(shè)計和在應(yīng)力場中的應(yīng)用提供了理論依據(jù),也為以后研究冰洲石晶體和偏光棱鏡在壓應(yīng)力場下的其它光學(xué)性能提供了依據(jù)。全文概括起來包括以下幾方面的內(nèi)容:
　　第一章緒論,主要介紹了偏光技術(shù)和偏光器件的發(fā)展概況,以及晶體的力學(xué)效應(yīng),并對本課題要研究的內(nèi)容和研究意義進行了說明。
　　第二章首先介紹了冰洲石晶體的化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì),然后介紹了冰洲石晶體的

3、光軸方向及冰洲石晶體的用途。
　　第三章首先介紹了彈性形變的本質(zhì),晶體的彈性理論以及晶體的彈性各向異性。然后介紹了晶體的消光比以及壓應(yīng)力下晶體的消光比的測量方法,推導(dǎo)了晶體的消光比和晶體的相位延遲量之間的關(guān)系。最后從理論上分析了壓應(yīng)力下晶體的光軸與晶體消光位置的關(guān)系。
　　第四章設(shè)計實驗,利用電子式萬能試驗機測量了冰洲石晶體的彈性模量。首先用已知彈性模量的K9玻璃進行實驗,將實驗結(jié)果與實際數(shù)值比較計算出比值 K作為晶體實驗的

4、比例系數(shù)。為了驗證試驗的正確性,利用此方法測量了各向異性晶體石英的光軸方向和垂直于光軸方向的彈性模量,發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果與實際數(shù)值相差較小。最后用該方法測量出了冰洲石晶體光軸方向和垂直于光軸方向的彈性模量,證實了冰洲石晶體的彈性模量確實是各向異性的。
　　第五章利用第三章的壓應(yīng)力下消光比的測量方法以及消光位置的變化與光軸旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系,首先對同一施力方向下不同大小的壓應(yīng)力對光軸旋轉(zhuǎn)角度的影響進行測試并給出了定性分析。最后總結(jié)了同一施力方

5、向不同的壓應(yīng)力下冰洲石晶體消光比的變化情況。并且根據(jù)消光比的變化情況推導(dǎo)出了冰洲石晶體相位延遲量的變化。
　　課題的意義:為以后研究應(yīng)力場中冰洲石晶體的光學(xué)性質(zhì)提供了一定的理論參考,同時為晶體偏光器件的優(yōu)化設(shè)計和合理利用提供了一定的參考。
　　本文的主要工作及創(chuàng)新點:利用K9玻璃作為基準(zhǔn),測定了冰洲石晶體光軸方向和垂直于光軸方向的彈性模量,證實了冰洲石晶體的彈性各向異性。其次,將冰洲石晶體的消光位置與其光軸相聯(lián)系起來,自己設(shè)