Изменение показателя преломления с температурой и скоростью настройки изоморфов KDP – Часть 2

ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

Методика измерения состоит в основном из измерения изменения угла отклонения от температуры. Кристаллы, подлежащие измерению, представляли собой призмы 60-60-60° приблизительно 15 мм на стороне. Они были прикреплены к креплению с контролируемой температурой в вакуумной камере. Температуру можно варьировать, изменяя температуру жидкой ванны над креплением. Температуру измеряли термопарами, прикрепленными выше и ниже кристалла. Предполагалось , что температура кристалла является средней из двух температур. Это, по-видимому, является хорошим приближением, поскольку вариация между показаниями термопары выше и ниже кристалла обычно составляла порядка 1PC.  В качестве источников спектральных линий использовались лампа низкого давления Hg и лазер He-Ne. Поляризованное излучение может быть получено путем размещения призмы Glan между спектральным источником и призмой. Поскольку вариация угла минимального отклонения довольно мала, вариация как функция температуры измерялась для каждой линии отдельно. Как правило, кристалл будет ориентирован под углом минимального отклонения для данной спектральной линии, в то время как кристалл находится при комнатной температуре. После того, как угол минимального отклонения при комнатной температуре был измерен, кристалл нагревался и достигал теплового равновесия. Затем измерялось изменение угла отклонения при этой температуре. 

Измерение обычно производилось три раза, и результаты усреднялись, чтобы получить однократное определение отклонения. Поскольку измерялось только изменение угла отклонения, поправкой на неединственный показатель преломления воздуха можно было пренебречь, не внося существенной погрешности. Затем кристаллу дали остыть. Измерение повторялось при последовательно более низких температурах до тех пор, пока не была достигнута комнатная температура. При комнатной температуре проверялся начальный угол отклонения . Измерения проводились в цикле охлаждения, а не в цикле нагрева, поскольку температура, по-видимому, была более стабильной в цикле охлаждения. Изменение температуры с истекшим временем на цикл охлаждения происходило довольно медленно. Этот процесс требовал примерно одного дня для каждой спектральной линии, на которой производилось измерение. Поскольку изменение угла отклонения невелико, а угол отклонения не зависит от первого порядка ориентации кристалла, если кристалл находится под углом минимального отклонения, этот метод не вносит существенной погрешности в расчеты и позволяет более точно измерить изменение угла отклонения, поскольку кристалл остается неподвижным. Изменение показателя преломления с температурой, ǝn/ǝT, затем аппроксимируется с помощью Δδ/ΔT, где Δδ — изменение угла отклонения, а ΔT — разность температур.

Измерения проводились на спектрометре диаметром 20 см. Это позволяло считывать углы примерно до 20 угловых секунд. Минимальный разрешимый угол для призмы размера, используемого в этих экспериментах, составляет примерно 10 угловых секунд. Неопределенность в угловых измерениях в конечном итоге ограничила точность измерений. Поскольку эти два угла примерно сопоставимы, оба должны быть уменьшены, чтобы существенно уменьшить неопределенность в измерениях .