用毛细管干涉测量微量非线性光学材料的折射率变化

【作者】 祁胜文； 柳永亮； 王吉华； 张春平；

【机构】 德州学院物理系； 南开大学物理学院光子学中心；

【摘要】 从光的干涉理论出发,得出平行光照射装有透明液体毛细管干涉光强分布的精确表达式。利用该结论设计了一种新的测量光学材料非线性折射率系数的方法,即由毛细管干涉条纹光强分布,编写程序计算出中央条纹处光强经一个周期变化所对应的管内介质折射率的变化,用实验的方法记录下毛细管(内外径分别为0．6mm和0．8mm)中的样品在激发光照射下中央处条纹变化的数目,进而求出样品折射率的变化及非线性折射率系数;并利用该方法以He-Ne激光为探测光分别测量了0．5％的甲基橙水溶液和0．5％的乙基红酒精溶液在波长535nm的光激发下折射率的变化和非线性折射率系数,其中非线性折射率系数分别为-7．2×10-10m2W-1和-1．7×10-9m2W-1(表1),这与采用Z-scan技术的测量结果完全吻合。分析和讨论了影响条纹质量及测量精确度的因素:条纹的形状随观测点改变,且与毛细管的折射率及形状有关;条纹宽度和位置的改变愈明显,越易于测量。该方法具有较高的灵敏度,对折射率的变化量而言,可检测到10-5的变化。通过减小毛细管的尺寸,可探测微小体积的介质,这对于某些特殊用途的测量具有一定的意义。更多还原