Variation de l’indice de réfraction avec la température et le taux de réglage pour les isomorphes KDP – Partie 2

TECHNIQUE DE MESURE

La technique de mesure consiste principalement en une mesure de la variation de l’angle d’écart avec la température. Les cristaux à mesurer étaient des prismes de 60-60-60° d’environ 15 mm sur un côté. Ils étaient fixés à un support à température contrôlée dans une chambre à vide. La température peut varier en faisant varier la température d’un bain liquide au-dessus du support. La température a été mesurée par des thermocouples fixés au-dessus et au-dessous du cristal. La température du cristal a été supposée être la moyenne des deux températures. Cela semble être une bonne approximation puisque la variation entre les lectures du thermocouple au-dessus et au-dessous du cristal était généralement de l’ordre de 1PC. Une lampe Hg basse pression et un laser He-Ne ont été utilisés comme sources de raies spectrales. Le rayonnement polarisé pourrait être obtenu en plaçant un prisme de Glan entre la source spectrale et le prisme. Étant donné que la variation de l’angle de déviation minimale est assez faible, la variation en fonction de la température a été mesurée pour chaque ligne séparément. Typiquement, le cristal serait orienté à l’angle de déviation minimale pour une ligne spectrale donnée alors que le cristal était à température ambiante. Une fois que l’angle d’écart minimal à température ambiante a été mesuré, le cristal serait alors chauffé et laissé à l’équilibre thermique. La variation de l’angle de déviation a ensuite été mesurée à cette température. 

La mesure était généralement effectuée trois fois et les résultats moyennés pour obtenir une seule détermination de l’écart. Étant donné que seule la variation de l’angle d’écart a été mesurée, la correction de l’indice de réfraction non unitaire de l’air a pu être négligée sans introduire d’erreur significative. Le cristal a ensuite été laissé refroidir. La mesure a été répétée à des températures successivement plus basses jusqu’à ce que la température ambiante soit atteinte. À température ambiante, l’angle de déviation initial a été vérifié. Les mesures ont été effectuées sur le cycle de refroidissement plutôt que sur le cycle de chauffage, car la température semblait être plus stable sur le cycle de refroidissement. Le changement de température avec le temps écoulé sur le cycle de refroidissement s’est produit assez lentement. Ce processus nécessitait environ un jour pour chaque raie spectrale à laquelle la mesure était effectuée. Étant donné que la variation de l’angle de déviation est faible et que l’angle de déviation est indépendant du premier ordre de l’orientation du cristal si le cristal est à l’angle de déviation minimale, cette méthode n’introduit pas d’erreur significative dans les calculs et permet une mesure plus précise de la variation de l’angle de déviation puisque le cristal est maintenu stationnaire. La variation de l’indice de réfraction avec la température, ǝn/ǝT, est ensuite approximée en utilisant Δδ/ΔT, où Δδ est la variation de l’angle de déviation et ΔT est la différence de température.

Les mesures ont été effectuées sur un spectromètre d’un diamètre de 20 cm. Cela permettait de lire les angles à environ 20 secondes d’arc. L’angle minimum résolvable pour un prisme de la taille utilisée dans ces expériences est d’environ 10 arcsec. L’incertitude dans les mesures angulaires a finalement limité la précision des mesures. Étant donné que les deux angles sont à peu près comparables, les deux devraient être diminués pour réduire considérablement l’incertitude dans les mesures .