Измерение толщины Z-срезов одноосных кристаллов на основе лазерных пучков Бесселя
Паранин В.Д.

 

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самара, Россия

Аннотация:
Выполнено измерение толщины Z-срезов одноосных кристаллов ниобата лития, основанное на периодическом взаимном преобразовании лазерных пучков Бесселя 0-го
и 2-го порядков, распространяющихся вдоль оптической оси. Приведены теоретические основы и исследованы особенности практической реализации измерения. На примере кристалла ниобата лития показана возможность контроля толщины от десятков микрометров до десятков миллиметров с использованием дифракционных аксиконов и общелабораторной лазерной и фотометрической техники.

Ключевые слова :
пучок Бесселя, двулучепреломляющий кристалл, ниобат лития, измерение толщины, погрешность, обработка изображений.

Цитирование:
Паранин, В.Д. Измерение толщины Z-срезов одноосных кристаллов на основе лазерных пучков Бесселя / В.Д. Паранин // Компьютерная оптика. – 2016. – Т. 40, № 4 – С. 594-599. – DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-4-594-599.

Литература:

  1. Сонин, А.С. Электрооптические кристаллы / А.С. Со­нин, А.С. Василевская. – М.: Атомиздат, 1971. – 326 с.
  2. Кузьминов, Ю.С. Электрооптический и нелинейно-оптический кристалл ниобата лития / Ю.С. Кузьминов. – М.: Наука, 1987. – 264 с.
  3. Шубников, А.В. Основы оптической кристаллографии / А.В. Шубников. – М.: Изд-во АН СССР, 1958. – 206 с.
  4. Четвериков, С.Д. Методика кристаллооптического исследования шлифов / С.Д. Четвериков – М.: Госгеолиздат, 1949. – 154 с.
  5. Паранин, В.Д. Метод поворота для измерения толщины Z-срезов одноосных кристаллов / В.Д. Паранин // Журнал технической физики. – 2015. – Т. 85, Вып. 12. – С. 120-123.
  6. Хило, Н.А. Преобразование порядка бесселевых пучков в одноосных кристаллах / Н.А. Хило, Е.С. Петрова, А.А. Рыжевич// Квантовая электроника. – 2001. – Т. 31, № 1. – С. 85-89. – DOI: 10.1070/QE2001v031n01ABEH001897.
  7. Khilo, N.A. Diffraction and order conversion of Bessel be­ams in uniaxial crystals / N.A. Khilo // Optics Communications. – 2012. – Vol. 285, Issue 5. – P. 503-509. – DOI: 10.1016/j.optcom.2011.11.014.
  8. Zusin, D.H. Bessel beam transformation by anisotropic crystals/ D.H. Zusin, R. Maksimenka, V.V. Filippov, R.V. Chulkov, M. Perdrix, O. Gobert, A.S. Grabtchikov // Journal of the Optical Society of America A. – 2010. – Vol. 27, Issue 8. – P. 1828-1833. – DOI: 10.1364/JOSAA.27.001828.
  9. Loussert, C. Efficient scalar and vectorial singular beam shaping using homogeneous anisotropic media /C. Lous­sert, E. Brasselet// Optics Letters. – 2010. – Vol. 35, Issue 1. – P. 7-9. – DOI: 10.1364/OL.35.000007.
  10. Fadeyeva, T.A. Extreme spin-orbit coupling in crystal-tra­veling paraxial beams / T.A. Fadeyeva, A.V. Volyar // Journal of the Optical Society of America A. – 2010. – Vol. 27, Issue 3. – P. 381-389. – DOI: 10.1364/JOSAA.27.000381.
  11. Khonina, S.N. Effective transformation of a zero-order Bessel beam into a second-order vortex beam using a uniaxial crystal / S.N. Khonina, A.A. Morozov, S.V. Karpeev // Laser Physics. – 2014. – Vol. 24, Issue 5. – 056101 (5pp). – DOI: 10.1088/1054-660X/24/5/056101.
  12. Khonina, S.N. Comparative investigation of nonparaxial mode propagation along the axis of uniaxial crystal / S.N. Khonina, S.I. Kharitonov // Journal of Modern Optics. – 2015. – Vol. 62, Issue 2. – P. 125-134. – DOI: 10.1080/09500340.2014.959085.
  13. Turpin, A. Light propagation in biaxial crystals / A. Turpin, Y.V. Loiko, T.K. Kalkandjiev, J. Mompart // Journal of Optics. – 2015. – Vol. 17, Issue 6. – 065603 (6 pp). – DOI: 10.1088/2040-8978/17/6/065603.
  14. Khonina, S.N. Generation of cylindrical vector beams of high orders using uniaxial crystals / S.N. Khonina, S.V. Kar­peev, S.V. Alferov, V.A. Soifer // Journal of Optics. – 2015. – Vol. 17, Issue 6. – 065001 (11 pp). – DOI: 10.1088/2040-8978/17/6/065001.
  15. Хонина, С.Н. Острая фокусировка лазерных пучков в анизотропных одноосных кристаллах / С.Н. Хонина, О.В. Зотеева, С.И. Харитонов // Оптический журнал. – 2015. – Т. 82, № 4. – С. 23-31.
  16. Zhang, S. Rigorous modeling of laser light propagation through uniaxial and biaxial crystals / S. Zhang, D. Asoubar, F. Wyrowski // Proceedings of SPIE. – 2015. – Vol. 9346. – 93460N (13pp). – DOI: 10.1117/12.2079534.
  17. Khonina, S.N. Astigmatic transformation of Bessel beams in a uniaxial crystal / S.N. Khonina, V.D. Paranin, A.V. Ustinov, A.P. Krasnov // Optica Applicata. – 2016. – Vol. XLVI, Issue 1. – P. 5-18. – DOI: 10.5277/oa160101.
  18. Khonina, S.N. Implementation of ordinary and extraordinary beams interference by application of diffractive optical elements / S.N. Khonina, S.V. Karpeev, A.A. Morozov, V.D. Paranin // Journal of Modern Optics. – 2016. – Vol. 63, Issue 13. – P. 1239-1247. – DOI: 10.1080/09500340.2015.1137368.
  19. Fedotowsky, A. Far field diffraction patterns of circular gratings / A. Fedotowsky, K. Lehovec // Applied Optics. – 1974. – Vol. 13, Issue 11. – P. 2638-2642. – DOI: 10.1364/AO.13.002638.
  20. Vasara, A. Realization of general nondiffracting beams with computer-generated holograms / A. Vasara, J. Turunen, A.T. Friberg // Journal of the Optical Society of America A. – 1989. – Vol. 6, Issue 11. – P. 1748-1754. – DOI: 10.1364/JOSAA.6.001748.
  21. Khonina, S.N. Bessel-mode formers / S.N. Khonina, V.V. Kot­lyar // Proceedings of SPIE. – 1994. – Vol. 2363. – P. 184-190. – DOI: 10.1117/12.199633.
  22. Хонина, С.Н. Высокоапертурные бинарные аксиконы для формирования продольной компоненты электрического поля на оптической оси при линейной и круговой поляризации освещающего пучка / С.Н. Хонина, Д.А. Савельев // Журнал экспериментальной и теоретической физики. – 2013. – Т. 144, вып. 4(10). – С. 718-726.
  23. Новицкий, П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. – Л.: Энергоиздат, 1991. – 304 с.
  24. Полещук, А.Г. Погрешности формирования дифракционных структур лазерным термохимическим методом записи / А.Г. Полещук // Автометрия. – 2003. – Т. 39, № 6. – С. 39-45.
  25. Паранин, В.Д. Управление формированием вихревых пучков Бесселя в с-срезах одноосных кристаллов за счет изменения расходимости пучка / В.Д. Паранин, С.В. Карпеев, С.Н. Хонина // Квантовая электроника. – 2016. – Т. 46, № 2. – С.163-168.
© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20