基于椭偏光谱仪的石英晶体参数研究

摘要

随着椭偏光谱测量技术的不断发展,椭偏光谱仪作为一种测量工具已经被广泛的应用于测量薄膜材料和块状材料的光学参数。椭偏光谱测量技术与传统的偏光测量技术相比具有测量速度快、测量精度高、数据测量重复率高、不用与样品接触对样品造成的破坏性最小等特点。利用椭偏光谱仪可以快速得到从红外、可见光到紫外光的宽波段内D和Y各自随波长变化的色散曲线,光学材料或器件的很多光学参数都间接的与 D和 Y有一定的关系,通过对D和Y图谱的分析可以得到样品一系列的参数例如:薄膜厚度,复合膜中各成分的组分,介电常数,晶体双折射率等。石英晶体是常用的光学晶体材料,常用于制造波片、棱镜等与位相、偏振等相关的光学元器件,因而石英晶体以及由其制成的光学器件的光学参数的精密测量具有重要的现实意义。
　　本文从以下几个方面展开研究:
　　首先,椭偏光谱仪可以直接、快速的给出偏振光通过样品作用后 P、S两方向偏振光位相差,我们用琼斯矩阵对这一过程进行分析,找到一种快速、准确判断石英波片光轴方向的新方法。
　　其次,椭偏光谱仪测量的P、S两方向位相差与晶体双折射率值有着直接关系,我们还利用椭偏光谱仪直接给出位相差来精确测量常用激光通讯波长下石英晶体的双折射率。
　　最后,晶体双折射率受温度影响很大,以致温度变化影响了石英晶体为原料做成的各种光学元件的性能,为了使石英晶体做成的各种光学元件精度更高,我们可以利用椭偏光谱仪和其自身的温控装置来测量石英晶体双折射率随温度的变化,这将为高质量、高稳定性器件的设计和制造奠定基础。

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第一章 绪 论

§1.1 椭偏光谱学国外的发展历史

§1.2 椭偏光谱学国内的发展历史

§1.3 论文的主要工作

第二章 椭偏光谱仪的发展

§2.1 椭偏仪的结构

§2.2 椭偏仪的发展历史

§2.3 UVISL 椭圆偏振光谱仪

§2.4 UVISL 椭圆偏振光谱仪透射模式测量法

第三章 椭偏光谱测量技术

§3.1 椭圆偏振光谱测量技术的原理

§3.2 椭圆偏振光谱测量技术的特点

§3.3 椭圆偏振光谱测量技术的应用领域

§3.4 椭圆偏振光谱测量技术的发展趋势

第四章 椭偏光谱仪下石英波片光轴方位判断

§4.1 椭偏光谱仪下石英波片光轴方位判断的原理

§4.2 椭偏光谱仪下石英波片光轴方位判断的实验分析

§4.3 椭偏光谱仪下石英波片旋转 360°位相差随旋转角度的变化

第五章 椭偏光谱仪下石英晶体最大双折射率的精确测定

§5.1 椭偏光谱仪下石英晶体双折射率的精确测量

§5.2 椭偏光谱仪下石英晶体双折射率随温度的变化

总结与展望

参考文献

在校期间发表的论文

致谢