نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران، ایران

2 2. گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی، مشهد 3. پژوهشکده فوتونیک و فناوریهای کوانتومی، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران

چکیده

یکی از مسائل بنیادین در علم فیزیک، اندازه‌گیری ضریب شکست مواد مختلف است. اطلاع از بزرگی ضریب شکست یک ماده در پیش‌بینی نحوه رفتار و میزان نور عبوری از آن نقش تعیین کننده‌ای دارد. روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری ضریب شکست وجود دارد. در این کار برای سنجش ضریب شکست نمونه‌های با ضخامت کم، یک سیستم مبتنی بر روش انحراف‌سنجی طراحی و ساخته شده است. مبانی نظری کار، مشخصه‌های مؤثر و میزان خطای سیستم در اندازه‌گیری ضریب شکست نمونه‌های با ضخامت کم در حدود چند میلی‌متر مورد بررسی قرار گرفته است. پس از بهینه‌سازی سیستم، بزرگی ضریب شکست نمونه‌های بلوری یاگ و کوارتز توسط آن اندازه‌گیری شد که در علوم مختلف بسیار پرکاربرد هستند. با استفاده از سه لیزر هلیوم-کادمیوم (رنگ آبی، طول موج 442 نانومتر)، یون آرگون (رنگ سبز، طول موج 5/514 نانومتر) و هلیوم-نئون (رنگ قرمز، طول موج 8/632)، پاشندگی نوری ضریب شکست این دو ماده در طول موج‌های تابشی این لیزرها اندازه‌گیری شد. مقادیر اندازه‌گیری شده برای ضریب شکست در این سه طول موج به ترتیب برای نمونه کوارتز 44/1، 45/1 و 37/1 و برای نمونه بلور یاگ 81/1، 83/1 و 73/1 بود.

کلیدواژه‌ها

[1] Häusler, G., Faber, C., Olesch, E., & Ettl, S. Deflectometry vs. interferometry. In Optical measurement systems for industrial inspection VIII, 8788, 367-377, 2013. https://doi.org/10.1117/12.2020578
[2] Waxler, R. M., & Cleek, G. W. The effect of temperature and pressure on the refractive index of some oxide glasses. Journal of research of the National Bureau of Standards. Section A, Physics and chemistry, 77, 755, 1973. doi: 10.6028/jres.077A.046
[3] Khan, R., Gul, B., Khan, S., Nisar, H., & Ahmad, I. Refractive index of biological tissues: Review, measurement techniques, and applications. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy, 33, 102192, 2021. https://doi.org/10.1016/j.pdpdt.2021.102192
[4] Patel, S., & Tutchenko, L. The refractive index of the human cornea: A review. Contact Lens and Anterior Eye, 42, 575-580, 2019. https://doi.org/10.1016/j.clae.2019.04.018
[5] Rasmussen, S., Krarup, J. A., & Hildebrand, G. Non-contact deflection measurement at high speed. In Bearing Capacity Of Roads Volume 1, CRC Press ,53-60,2022.
[6] Zhang, X., Qiu, J., Li, X., Zhao, J., & Liu, L. Complex refractive indices measurements of polymers in visible and near-infrared bands. Applied optics, 59, 2337-2344, 2020. https://doi.org/10.1364/AO.383831
[7] Meschede, D. Optics, light and lasers: the practical approach to modern aspects of photonics and laser physics. John Wiley & Sons,2017.
[8] Young, T. A course of lectures on natural philosophy and the mechanical arts: in two volumes (Vol. 2). Johnson, 1807.
[9] Gettemy, D. J., Harker, W. C., Lindholm, G., & Barnes, N. P. Some optical properties of KTP, LiIO/sub 3/, and LiNbO/sub 3. IEEE journal of quantum electronics, 24, 2231-2237, 1988. https://doi.org/10.1109/3.8565
[10] Onodera, H., Awai, I., & Ikenoue, J. I. Refractive-index measurement of bulk materials: prism coupling method. Applied optics, 22, 1194-1197, 1983. https://doi.org/10.1364/AO.22.001194
[11] G. Meeten, Refractive index errors in the critical-angle and the Brewster-angle methods applied to absorbing and heterogeneous materials, Measurement Science and Technology, 8, 728, 1997. https://doi.org/10.1088/0957-0233/8/7/006
[12] R.S. Shankland, Michelson-morley experiment, American Journal of Physics, 32 , 16-35, 1964. https://doi.org/10.1119/1.1970063
[13] G.D. Gillen, S. Guha, Use of Michelson and Fabry–Perot interferometry for independent determination of the refractive index and physical thickness of wafers, Applied optics, 44, 344-347, 2005. https://doi.org/10.1364/AO.44.000344
[14] A.M. Beigzadeh, M.R. Rashidian Vaziri, F. Ziaie, S. Sharif, A new optical method for online monitoring of the light dose and dose profile in photodynamic therapy, Lasers in Surgery and Medicine, 52, 659-670, 2020. https://doi.org/10.1002/lsm.23193
[14] Singh, Shyam. "Refractive index measurement and its applications." Physica Scripta 65, no. 2 (2002): 167.
[15] R. R., E. M. Gulamova, E. V. Gasanov, Sazonova, and R. Alimov. The employment of quartz glasses for dosimetry of ionizing radiation. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 95, no. 1 (1995): 70-74.
[16] M. Moszyński, , T. Ludziejewski, D. Wolski, W. Klamra, and L. O. Norlin. Properties of the YAG: Ce scintillator. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 345, no. 3 (1994): 461-467.
[17] D.E. Zelmon, D.L. Small, R. Page, Refractive-index meas Meeten, G. H. Refractive index errors in the critical-angle and the Brewster-angle methods applied to absorbing and heterogeneous materials. Measurement Science and Technology, Applied optics, 37 , 4933-4935,1998. https://doi.org/10.1364/AO.37.004933.
[18] Malitson, I. H. Interspecimen comparison of the refractive index of fused silica. Josa, 55(10), 1205-1209, 1965. https://doi.org/10.1364/JOSA.55.001205