本文關(guān)鍵詞：低溫下光學(xué)窗口材料光學(xué)常數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：隨著紅外技術(shù)在空間探測(cè)、低溫望遠(yuǎn)鏡等方面的廣泛應(yīng)用,紅外裝置在低溫環(huán)境中使用的情況越來(lái)越多。光學(xué)窗口是紅外裝置的重要元件之一。為保證光學(xué)窗口在低溫條件下正常使用,就需要對(duì)制作光學(xué)窗口的材料在低溫下的輻射光學(xué)特性有更多的了解。光學(xué)常數(shù)是材料最基本的輻射物性,但目前低溫下常用的光學(xué)窗口材料的光學(xué)常數(shù)數(shù)據(jù)極其匱乏。本文主要對(duì)低溫下幾種常用的光學(xué)窗口材料的光學(xué)常數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并分析了溫度對(duì)材料光學(xué)常數(shù)的影響。本文使用IR-VASE型紅外光譜橢偏儀及配套的冷熱臺(tái)樣品架測(cè)量了低溫下氟化鎂與氟化鈣材料的光學(xué)常數(shù),測(cè)量溫度范圍為-60~20℃,測(cè)量波段分別為14~20μm和16.5~20μm。結(jié)果表明,兩種材料的折射率n均隨波長(zhǎng)增大逐漸減小,氟化鎂材料的吸收指數(shù)k隨波長(zhǎng)增大顯著增大,氟化鈣材料的k隨波長(zhǎng)增大小幅增大。隨著溫度的降低,兩種材料的折射率n均小幅減小,氟化鎂材料的吸收指數(shù)k有所增大,氟化鈣材料的k小幅減小。橢偏法在測(cè)量材料高透波段的光學(xué)常數(shù)時(shí)存在局限性,本文采用雙光程透射法得到了氟化鈣、氟化鋇與硫化鋅材料的光學(xué)常數(shù),測(cè)量溫度范圍為-50~20℃,測(cè)量波段分別為2~9μm,2~13μm和2~14μm。結(jié)果表明,兩種氟化物材料的折射率n在測(cè)量波段均隨著波長(zhǎng)增大緩慢減小,且溫度降低對(duì)折射率的影響極小。氟化鈣與氟化鋇材料的吸收指數(shù)k在近紅外段都極小,在測(cè)量波段隨波長(zhǎng)增大分別從約5×10-7和1×10-8增大到5×10-4和8×10-4。氟化鈣與氟化鋇材料的吸收指數(shù)k隨著溫度的降低均沒(méi)有明顯變化。硫化鋅的折射率n隨波長(zhǎng)增大,在2~14μm波段內(nèi)從約2.26減小到2.19,其吸收指數(shù)k隨著波長(zhǎng)增大,在2~9μm波段減小,在9~14μm波段增大;隨著溫度的降低,硫化鋅材料的折射率n無(wú)明顯變化,其吸收指數(shù)k在6~14μm波段小幅減小,在8~10μm波段k值減小幅度較大。
【關(guān)鍵詞】：低溫 光學(xué)窗口材料 橢偏法 雙光程透射法 光學(xué)常數(shù)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN213
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題背景及研究目的和意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 光學(xué)窗口材料的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 光學(xué)窗口材料輻射特性的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 第2章 橢偏測(cè)量及橢偏儀原理14-20
• 2.1 橢偏測(cè)量原理14-16
• 2.2 橢偏儀基本原理16-18
• 2.3 IR-VASE型橢偏儀18
• 2.4 本章小結(jié)18-20
• 第3章 低溫下光學(xué)窗口材料光學(xué)常數(shù)的橢偏實(shí)驗(yàn)研究20-32
• 3.1 低溫橢偏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證20-24
• 3.1.1 冰光學(xué)常數(shù)的研究現(xiàn)狀20-21
• 3.1.2 冰光學(xué)常數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究21-23
• 3.1.3 溫度對(duì)冰光學(xué)常數(shù)的影響23-24
• 3.2 氟化鎂和氟化鈣材料低溫下的光學(xué)常數(shù)24-30
• 3.2.1 氟化鎂材料低溫下的光學(xué)常數(shù)24-28
• 3.2.2 氟化鈣材料低溫下的光學(xué)常數(shù)28-30
• 3.3 本章小結(jié)30-32
• 第4章 低溫下光學(xué)窗口材料光學(xué)常數(shù)的雙光程透射法實(shí)驗(yàn)研究32-50
• 4.1 雙光程法的基本原理32-34
• 4.1.1 單層介質(zhì)中光的傳播32-33
• 4.1.2 雙光程透射法的原理33-34
• 4.2 低溫下材料透射測(cè)量樣品架設(shè)計(jì)與搭建34-37
• 4.2.1 樣品架設(shè)計(jì)與加工34-36
• 4.2.2 樣品架的調(diào)試36-37
• 4.3 氟化鈣材料低溫下的光學(xué)常數(shù)37-41
• 4.3.1 氟化鈣材料低溫下的透射率37-39
• 4.3.2 溫度對(duì)氟化鈣光學(xué)常數(shù)的影響39-41
• 4.4 氟化鋇材料低溫下的光學(xué)常數(shù)41-45
• 4.4.1 氟化鋇材料低溫下的透射率42-43
• 4.4.2 溫度對(duì)氟化鋇光學(xué)常數(shù)的影響43-45
• 4.5 硫化鋅材料低溫下的光學(xué)常數(shù)45-48
• 4.5.1 硫化鋅材料低溫下的透射率45-46
• 4.5.2 溫度對(duì)硫化鋅光學(xué)常數(shù)的影響46-48
• 4.6 本章小結(jié)48-50
• 結(jié)論50-51
• 參考文獻(xiàn)51-56
• 致謝56

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本文編號(hào)：915496