[go: up one dir, main page]

RU1806343C - Method of controlling stresses in quartz crystals - Google Patents

Method of controlling stresses in quartz crystals

Info

Publication number
RU1806343C
RU1806343C SU904878283A SU4878283A RU1806343C RU 1806343 C RU1806343 C RU 1806343C SU 904878283 A SU904878283 A SU 904878283A SU 4878283 A SU4878283 A SU 4878283A RU 1806343 C RU1806343 C RU 1806343C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
quartz
analyzer
crystal
light
stresses
Prior art date
Application number
SU904878283A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Сергеевич Наумов
Ирина Исаковна Калашникова
Ирина Владимировна Коломина
Сергей Сергеевич Пашков
Олег Евгеньевич Сидорюк
Original Assignee
Валентин Сергеевич Наумов
Ирина Исаковна Калашникова
Сергей Сергеевич Пашков
Росляков Александр Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валентин Сергеевич Наумов, Ирина Исаковна Калашникова, Сергей Сергеевич Пашков, Росляков Александр Иванович filed Critical Валентин Сергеевич Наумов
Priority to SU904878283A priority Critical patent/RU1806343C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1806343C publication Critical patent/RU1806343C/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Использование: изобретение предназначено дл  контрол  напр жений в кристаллическом кварце и основано на вли нии напр жений на величину угла вращени  плоскости пол ризации света в кварце. Сущность: образец кристаллического кварца , помещенный между скрещенными пол ризатором и анализатором, просвечивают вдоль его оптической оси параллельным или сход щимс  лучом света, а анализатор поИзобретёние относитс  к метрологии оптических материалов и материалов электронной техники и предназначено дл  контрол  напр жений в кристаллическом кварце. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и чувствительности контрол  напр жений в кристаллическом кварце, сокращение трудоемкости сортировки кристаллов по наличию в них напр жений. Указанна  цель достигаетс  тем. что в способе контрол  напр жений в кристаллах ворачивают относительно первоначального положени  на угол а , при котором пропускание системы пол ризатор-кристалл- анализатор минимально при данной длине волны света А . Наличие напр жений в кри- сталле определ ют из условий а - (I . р„ - 180° . К) J/I 0 дл  правого кварца при вращении анализатора против часовой стрелки по ходу луча от источника света, или дл  левого кварца при вращении анализатора по часовой стрелке; (180° - a ) . (I, рл -180° . K)/l f 0-дл  правого кварца при вращении анализатора по часовой стрелке по ходу луча от источника света, или дл  левого кварца при вращении анализатора против часовой стрелки, где I - толщина кристалла в месте прохождени  света; р . естественный угол вращени  (посто нна  вращени ) плоскости пол ризации на длине волны света Я ; К - целое число из р да О, . 1,2, 3, ... выбирают так, чтобы (I . рг. - 180°-.. К) 180°. Напр жени  в кристалле тем больше , чем больше отличие от нул  левых частей неравенств. кварца, включающем просвечивание параллельным или сход щимс  лучом света кристалла , помещенного.между скрещенными пол ризатором и анализатором, просвечивают кристалл вдоль оптической оси, поворачивают анализатор на угол а .равный: ел с оо О о со Јv СО со «( f-180° K) 0) -. дл  правовращающего кварца при вращении анализатора против часовой стрелки или дл  левоврэщающего кварцаUsage: the invention is intended to control stresses in crystalline quartz and is based on the influence of stresses on the angle of rotation of the plane of polarization of light in quartz. SUBSTANCE: crystalline quartz sample placed between crossed polarizer and analyzer is illuminated along its optical axis by a parallel or converging light beam, and the invention analyzer relates to metrology of optical materials and electronic materials and is intended for voltage control in crystalline quartz. The aim of the invention is to increase the accuracy and sensitivity of stress control in crystalline quartz, reducing the complexity of sorting crystals by the presence of stresses in them. The indicated goal is achieved by that. that in the method of controlling the stresses in the crystals, they rotate relative to the initial position by an angle a at which the transmission of the polarizer-crystal-analyzer system is minimal at a given wavelength of light A. The presence of stresses in the crystal is determined from the conditions a - (I. p „- 180 ° K) J / I 0 for the right quartz when the analyzer rotates counterclockwise along the beam from the light source, or for the left quartz when the analyzer rotates clockwise; (180 ° - a). (I, ppm -180 ° K) / lf 0-dl for the right quartz when the analyzer rotates clockwise in the direction of the beam from the light source, or for left quartz when the analyzer rotates counterclockwise, where I is the thickness of the crystal in place passage of light; R . the natural angle of rotation (constant rotation) of the plane of polarization at the wavelength of light I; K is an integer from the series O,. 1,2, 3, ... are chosen so that (I. rg. - 180 ° - .. K) 180 °. The greater the stress in the crystal, the greater the difference from the zero left sides of the inequalities. quartz, including transillumination by a parallel or convergent beam of light from a crystal placed between crossed polarizer and analyzer, the crystal is translucent along the optical axis, the analyzer is rotated through an angle a. equal: eat with oo o o oo Јv CO co (f-180 ° K) 0) -. for a dextrorotatory quartz when the analyzer rotates counterclockwise or for a levorotatory quartz

Description

при вращении анализатора по часовой стрелке;when the analyzer rotates clockwise;

илиor

а 180°- (I. -180°К )and 180 ° - (I. -180 ° K)

(2)(2)

- дл  правовращающего кварца при вращении анализатора по часовой стрелке или дл  левовращающего кварца при вращении анализатора против часовой стрелки; где I - толщина кристалла в месте прохождени  света;- for a dextrorotatory quartz when the analyzer rotates clockwise or for a dextrorotatory quartz when the analyzer rotates counterclockwise; where I is the thickness of the crystal at the point of passage of light;

р - вращательна  способность на длине волны света А , К- целое число из р да 0, 1, 2, 3 ..., причем К выбирают из услови : (I. ф - 180°К) 180° и регистрируют изменение угла вращени  плоскости по- л ризации света путем поворота анализатора на дополнительный угол ft , при котором пропускание системы пол ри- затор-кристаЛл-анализатор минимально, а контроль напр жений в кристалле осуществл ют по условию .p is the rotational ability at the wavelength of light A, K is an integer from the series 0, 1, 2, 3 ..., and K is selected from the condition: (I. f - 180 ° K) 180 ° and the change in the angle of rotation is recorded the plane of light polarization by turning the analyzer by an additional angle ft, at which the transmission of the polarizer-cristall-analyzer system is minimal, and the voltage in the crystal is controlled by condition.

Предлагаемое изобретение основано на обнаруженном вли нии напр жений в кристаллическом кварце на величину угла вращени  плоскости пол ризации света. Существенным и принципиальным отличием предлагаемого способа от известного  вл етс  регистраци  изменени  угла вращени  плоскости пол ризации света, а .не регистраци  изменени  двуплечепре- ломлени  в известном способе.The present invention is based on the detected effect of stresses in crystalline quartz on the value of the angle of rotation of the plane of polarization of light. A significant and fundamental difference between the proposed method and the known one is registration of a change in the angle of rotation of the plane of polarization of light, but not registration of a change in birefringence in the known method.

Линейно-пол ризационна  волна в активном кристалле (кварц) может быть пред- ставлена в виде совокупности двух циркул рно:пол ризованных волн (левой и правой) с одинаковыми периодами и амплитудой (см, например). Напр жени  в кристаллах кварца, как было обнаружено, вли ют на скорости распространени  цир- кул рно-пол ризованных волн (или, что то же, на соответствующие показатели преломлени  этих волн), в результате чего угол поворота плоскости пол ризации света в напр женном кристалле кварца отличаетс  от соответствующего угла в ненапр женном кристалле. .A linearly polarizing wave in an active crystal (quartz) can be represented as a combination of two circularly polarized waves (left and right) with the same periods and amplitude (see, for example). Stresses in quartz crystals have been found to affect the propagation velocity of circularly polarized waves (or, equivalently, the corresponding refractive indices of these waves), as a result of which the angle of rotation of the plane of polarization of light in a strained the quartz crystal differs from the corresponding angle in the unstressed crystal. .

Получаема  в экспериментах точность установки угла поворота плоскости пол ризации всего в 0,5° делает предлагаемый способ контрол  напр жений в кристаллах кварца по чувствительности и точности контрол  превосход щим известные способы.The experimentally obtained accuracy of setting the angle of rotation of the plane of polarization of only 0.5 ° makes the proposed method for controlling stresses in quartz crystals superior in sensitivity and control accuracy to the known methods.

П р и м е р 1, Кристалл правого кварца в виде пластины, вырезанной перпендикул рно оптической оси, толщиной 40,5 мм помещалс  между скрещенными пол ризаторами так, чтобы свет проходил вдоль оптической оси. В качестве источника света использовалась 2-а  гармоника излучени  твердотельного лазера длиной волны А 0,53 мкм. Дл  получени  сход щегос  лучаExample 1 A right-quartz crystal in the form of a plate cut perpendicular to the optical axis with a thickness of 40.5 mm was placed between crossed polarizers so that the light passed along the optical axis. A 2-harmonic of solid-state laser radiation with a wavelength of A 0.53 µm was used as a light source. To obtain a convergent beam

света перед кристаллом помещалась положительна  линза с фокусным рассто нием . 10см. Вращательна  способность дл  кварца на длине волны 0,53 мкм составл ет 27 град/мм.In front of the crystal, a positive lens with a focal length was placed. 10cm The rotational ability for quartz at a wavelength of 0.53 microns is 27 deg / mm.

Анализатор повернули против часовой стрелки на угол а , рассчитанный по формуле (1)и составивший: а 40,5. 27°-1080° 13,5°, при этом полного погасани  луча на выходе из анализатора не наблюдалось.The analyzer was rotated counterclockwise by an angle a, calculated by formula (1) and comprising: a 40.5. 27 ° -1080 ° 13.5 °, while complete extinction of the beam at the exit from the analyzer was not observed.

Дл  полного погасани  луча анализатор повернули на дополнительный угол ft 24°, что свидетельствует о наличии напр жений в кристалле.To completely extinguish the beam, the analyzer was rotated by an additional angle ft 24 °, which indicates the presence of stresses in the crystal.

Индикаци  услови  погасани  светаIndication of light fading conditions

(дл  сход щегос  луча - затемнени  его центральной области) на выходе из анализатора осуществл лась с помощью фотоприемника со стрелочным индикатором , что позвол ло более точно устанавливать момент погасани  луча. После этого кристалл был разрезан на заготовки, часть из которых растрескалась при резке. Остальные заготовки потрещали при шлифовке и оказались непригодными дл (for a converging beam — dimming its central region) at the exit from the analyzer, it was carried out using a photodetector with an arrow indicator, which made it possible to more accurately establish the moment when the beam went out. After that, the crystal was cut into blanks, some of which cracked during cutting. The remaining workpieces cracked during grinding and were unsuitable for

дальнейшего применени .further use.

Таким образом, наличие механических напр жений в кристаллах кварца делает их малопригодными дл  изготовлени  изделий . Поскольку в насто щее врем  контрольThus, the presence of mechanical stresses in quartz crystals makes them unsuitable for the manufacture of articles. Since the current control

кристаллического кварца на наличие напр жений не проводитс , а обрабатываютс  все кристаллы подр д, то это приводит к значительному количеству бракованных изделий из кварца и значительной трудоемкости изготовлени , так как труд затрачиваетс  и на обработку негодных изделий. Следовательно , введение контрол  напр жений в кварце приводит к уменьшению трудоемкости изготовлени  изделий.crystalline quartz for the presence of stress is not carried out, and all crystals are processed a little, this leads to a significant number of defective products from quartz and a significant laboriousness of manufacture, since labor is also spent on the processing of unfit products. Therefore, the introduction of stress control in quartz leads to a decrease in the complexity of manufacturing products.

П р и м е р 2. Заготовка из кристалла левого кварца толщиной по оптической оси 17 мм. Контроль проводилс  в параллельном луче газового лазера с длиной волны А 0,63 мкм линза отсутствовала. Услови PRI me R 2. Preparation of a crystal of left quartz with a thickness along the optical axis of 17 mm The control was carried out in a parallel beam of a gas laser with a wavelength A of 0.63 µm and there was no lens. Conditions

измерений были те же, что и в примере 1. Вращательна  способность на данной длине волны составл ет 18,8 град/мм. Анализатор повернули против часовой стрелки на а угол, рассчитанный по формуле (2), равный:the measurements were the same as in Example 1. The rotational ability at a given wavelength is 18.8 deg / mm. The analyzer was turned counterclockwise by a angle calculated by formula (2), equal to:

а 180° - (17 .18.8° -180°) 40.4and 180 ° - (17 .18.8 ° -180 °) 40.4

о.about.

при этом угле пропускание системы пол ризатор-кристалл-анализатор было минимальным , т.е. /3 0, что означает отсутствие напр жений в данном кристалле. Из этого кристалла были изготовлены издели , пара- метры которых полностью удовлетвор ли техническим требовани м.at this angle, the transmission of the polarizer – crystal – analyzer system was minimal, i.e. / 3 0, which means the absence of stresses in this crystal. Products were made from this crystal, the parameters of which fully met the technical requirements.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ контрол  напр жений в кри- сталлах кварца, включающий просвечивание параллельным или сход щимс  лучом света кристалла, помещенного между скрещенными пол ризатором и анализатором, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  точности и чувствительности контрол , сокращени  трудоемкости сортировки кристаллов по наличию в них напр жений , просвечивают кристалл вдоль оптической оси, поворачивают анализатор на угол а , равныйSUMMARY OF THE INVENTION A method for controlling stresses in quartz crystals, comprising illuminating a parallel or converging beam of light from a crystal placed between crossed polarizers and analyzers, characterized in that, in order to increase the accuracy and sensitivity of the control, the complexity of sorting crystals by the presence of stresses, they shine through the crystal along the optical axis, turn the analyzer through an angle a equal to а- (I. ръ -180°К)а- (I. ръ -180 ° К) дл  правовращающего кварца при вращении анализатора против часовой стрелки или дл  левовращающего кварца, при вращении анализатора по часовой стрелкеfor a dextrorotatory quartz when the analyzer rotates counterclockwise or for a dextrorotatory quartz when the analyzer rotates clockwise или а 180°-(1 -180°К)or a 180 ° - (1 -180 ° K) дл  правовращающегос  кварца при вращении анализатора по часовой стрелке или дл  левовращающего кварца при вращении анализатора против часовой стрелки, где I - толщина кристалла в месте прохождени  света;for a dextrorotatory quartz when the analyzer rotates clockwise or for a dextrorotatory quartz when the analyzer rotates counterclockwise, where I is the thickness of the crystal at the point of passage of light; р - вращательна  способность на длине волны света Я ;p - rotational ability at a wavelength of light I; К - целое число из р да 0, 1,2, 3 ..., причем К выбирают из услови  (I р - 180°К) 180° и регистрируют изменение угла вращени  плоскости пол ризации света путем поворота анализатора на дополнительный угол / , при котором пропускание системы пол ризатор-кристалл-анализатор минимально , контроль напр жений, в кристалле осуществл ют по условию / 0.K is an integer from the series 0, 1,2, 3 ..., where K is selected from the condition (I p - 180 ° K) 180 ° and the change in the angle of rotation of the plane of polarization of light is recorded by turning the analyzer by an additional angle /, in which the transmission of the polarizer-crystal-analyzer system is minimal, the stresses in the crystal are controlled by condition / 0.
SU904878283A 1990-10-29 1990-10-29 Method of controlling stresses in quartz crystals RU1806343C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904878283A RU1806343C (en) 1990-10-29 1990-10-29 Method of controlling stresses in quartz crystals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904878283A RU1806343C (en) 1990-10-29 1990-10-29 Method of controlling stresses in quartz crystals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1806343C true RU1806343C (en) 1993-03-30

Family

ID=21542822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904878283A RU1806343C (en) 1990-10-29 1990-10-29 Method of controlling stresses in quartz crystals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1806343C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Наука, 1976, с 525-527. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973, с. 648-650. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6515744B2 (en) Small spot ellipsometer
Bortfeld et al. Refractive indices and electro‐optic coefficients of the eulitities Bi4Ge3O12 and Bi4Si3O12
EP1250575A1 (en) Calibration process for birefringence measurement system
RU1806343C (en) Method of controlling stresses in quartz crystals
JPS6483135A (en) Measuring apparatus of polarized infrared ray for thin film
US3155762A (en) Spectropolarimeters
Ingersoll et al. Optical Activity, Circular Dichroism, and Absorption of Crystalline Nickel Sulphate
JP2004037137A (en) Birefringence measuring device, strain removing device, polarization state detecting device and exposing device
JP2004212125A (en) Birefringence measuring device
Gorton Reflection from, and transmission through, rough surfaces
Li et al. Determination of the fast axis with an infrared spectrometer for quartz and mica waveplates
Sassella et al. Generalized anisotropic ellipsometry applied to an organic single crystal: Potassium acid phthalate
SU1749784A1 (en) Method of measuring optical anisotropic parameters of crystals
JPS6051687B2 (en) Depolarization device in optical system with analyzer
US2068301A (en) Optical color-matching apparatus
Goldstein et al. Measurement of small birefringence in sapphire and quartz plates
SU743381A1 (en) Method of measuring absorption coefficient
SU1700388A1 (en) Method of verification of polarimeter with rotating analyzer
Rong et al. Rotational Symmetry and Absolute Sign of Second-OrderSusceptibility of α-Quartz
JPS61215927A (en) Double refraction measuring instrument
SU1141315A1 (en) Method of measuring polymeric material double refraction value
Bailey et al. A Full Optical Characterisation Of The Organic Non-Linear Optical Material (-) 2-(-Methylbenzylamino)-5-Nitropyridine (MBA-NP)
RU2073834C1 (en) Polarization device
Utkin et al. Spectropolarimetric device for determination of optical anisotropic parameters of crystals
Jirgensons et al. Polarimeters and Spectropolarimeters. The Measurement of Optical Activity