基于Michelson干涉儀及數(shù)字圖像處理的CSBN晶體光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、鈮酸鍶鈣鋇晶體（分子式(Cc/o.28Ba/0.72)，（Sr0.60 Bao.40）l一xNb206，簡(jiǎn)寫為CSBN）是由山東大學(xué)晶體材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室新近生長(zhǎng)的一種具有鎢青銅結(jié)構(gòu)的優(yōu)良光折變材料。CSBN晶體屬于四方晶系，空間群為P4bm:具有非中心對(duì)稱，類似SBN結(jié)構(gòu)。根據(jù)CSBN晶體通式中下標(biāo)x的不同取值，可分為三種型號(hào)CSBN25(x=0.25), CSBN50(x=0.50)和CSBN75(x=0.75).
　　 本

2、文的主要工作是基于Michelson干涉儀及數(shù)字圖像處理的方法對(duì)CSBN50晶體的部分光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。其中包括對(duì)該晶體折射率及光致折射率變化行為的研究。具體工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 1.利用Michelson干涉儀器、步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)、CCD相機(jī)等搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)穩(wěn)定性進(jìn)行了測(cè)試并測(cè)量了CSBN50晶體的雙折射率。折射率是晶體的重要光學(xué)參數(shù)，也是衡量晶體物理特性最基本的內(nèi)容之一。測(cè)量晶體折射率的方法很多，但是折射

3、率測(cè)量的范圍和精度一般都因?yàn)榉椒ū旧硭蟮臈l件而受到不同程度的限制。干涉法精度高且沒有破壞性，近年來成為研究熱點(diǎn)。本論文在Michelson干涉儀的基礎(chǔ)上添加整合了步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)及CCD攝像機(jī)等組成了一套測(cè)量透明介質(zhì)折射率的實(shí)驗(yàn)裝置。在此實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上，提出并研究了基于Michelson干涉儀等厚干涉及數(shù)字圖像處理的透明介質(zhì)折射率測(cè)量方法，并分別測(cè)量了CSBN50晶體的主折射率，得到了其雙折射率。
　　 2.利用圖像處理的方

4、法研究了Michelson干涉儀補(bǔ)償法。推導(dǎo)了折射率n與條紋周期數(shù)人N（整數(shù)）的關(guān)系式，通過此關(guān)系式可以對(duì)折射率的測(cè)量值進(jìn)行對(duì)比與修正。
　　 3.改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究了基于圖像處理的CSBN50晶體的光折變行為。光折變非線性光學(xué)是非線性光學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。本論文在上述實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，添加了外電場(chǎng)，利用CCD拍攝的干涉圖灰度對(duì)比的方法研究了CSBN50晶體在外電場(chǎng)及無外電場(chǎng)、偏振光寫入及讀出下的光致折射率變化

5、行為。通過對(duì)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行分析得到了有關(guān)CSBN50晶體光折變性質(zhì)的如下結(jié)論：(1)在激光波長(zhǎng)為632.8nm、功率1.5mW的情況下，CSBN50晶體在無外加電場(chǎng)下經(jīng)過80分鐘的激光輻照其光致折射率變化不明顯，而在晶體光軸方向施加外電場(chǎng)的情況下(電壓從Ov增加到1200v，作用距離L=4.98mm)可以觀察到明顯的光折變現(xiàn)象，折射率變化量級(jí)為10-4。(2)在CSBN50晶體光軸方向施加外電場(chǎng)的情況下晶體光折變效應(yīng)具有如下特點(diǎn)：(a