mכ r É4 õ u § T Ó Þ X ¢ ° Ë Ñ] K ¡+ s ÇX N Ë8 ý ° Ç° Ë Ñ] K ¡4 ¤ ¤X N Ë

(1)

mכ r É4 õ u § T Ó Þ X ¢ ° Ë Ñ] K ¡+ s ÇX N Ë8 ý ° Ç° Ë Ñ] K ¡4 ¤ ¤X N Ë

»+ ä * > · ») o 4 w H

^∗

Ö

¦ í ß @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , Ö ¦ í ß 680-749 (2008¸ 2 Z 4 4{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

ADP ü < KDP 1 p x F g < Æ & ñ [ þ t _ \ P F g < Æ> Ã º 7 £ ¤, : r ¸\ É r Ï ã J] X Ò ¦ o\ ¦ ½ ¨ l 0 AK s Ö 0 q H ç

ß [ O > \ ¦ s 6 x # & ñ \ Y Us $ c ` ¦ È Òõ r & : r ¸\ ¦ ¸] X K 9 ç ß [ O Á º] (_ o\ ¦ 8 £ ¤& ñ H z

´+ « >` ¦ Ã º' % i . : r ¸ ¸] X l \ ¦ í < Êô Ç s Ö 0 q H ç ß [ O > \ ¦ [ O u ¦, $ 3 ¦\ ¦ s 6 x # isolated chamber\ ¦ ^ ] j # F g < Æ & ñ [ þ t _ : r ¸ oü < ç ß [ O Á º] ( s _ ' a > \ ¦ ' a ¹ 1 Ï % i . l > r _ 3 l q 8

£

¤ Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ H Á º] ( o > hÃ º\ ¦ ¸z ´ ÐÛ ¼ ïá Ô\ ¦ 6 x # & ñ | ¾ Ó& h Ã ºu Ð 8 £ ¤& ñ ¦, \ P F g < Æ> Ã º

\

¦ ½ ¨ % i . ADP_ \ P F g < Æ> Ã º H & ñ © F g \ " f −54.30 × 10

⁻⁶

/

^◦

C s % 3 t ë ß , s © F g \ " f H ç ß [ O

Á º] (_ o\ ¦ S X ½ + É Ã º \ O % 3 . Õ ªo ¦ KDP_ \ P F g < Æ> Ã º H & ñ © F g \ " f −48.31 × 10

⁻⁶

/

^◦

C, s

© F g \ " f H −30.21 × 10

⁻⁶

/

^◦

C Ð õ \ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e % 3 .

PACS numbers: 07.60.Ly, 78.20.N

Keywords:sÖ0qHçß[O>,Fg<Æ&ñ, \PFg<Æ>Ãº, &ñ©Fg, s©Fg

I. " e Â ] Ø

Ó

ü t| 9 _ Ï ã J] X Ò ¦ É r y n C_ ' \ % ò ¾ Ó` ¦ Å Ò H × æ כ ¹ô Ç Ó ü t o

| ¾ ÓÜ ¼ Ð" f F g < Æ B | 9 _ Ó ü t o & h $ í | 9 õ : £ ¤$ í ` ¦ s K

l 0 Aô Ç × æ כ ¹ô Ç « Ñ ÷ & ¦ e Ü ¼ 9 [1], y n C_ © õ

: r ¸\ o H Ï ã J] X Ò ¦ É r & ñ x 9 ô Ç F g < Æ z ´+ « >\ " f

&

ñ S X ô Ç ° ú כs 9 כ ¹ô Ç â Ä º ´ ú § . Ï ã J] X Ò ¦ ° ú כ É r B | 9 ` ¦ : x õ ô Ç Ê ê_ y n C_ ç ß [ O & ³ © ` ¦ : x # ç ß é ß ô Ç Ã ºd Ü ¼ Ð % 3

`

¦ Ã º e .

1960¸ p ² D G _ Maimans Y Us $ F g` ¦ þ j í Ð % 3 É r s

Ê ê, Y Us $ F g _ [ jl H & h & h ¦Ø ¦§ 4 o÷ &# Q ¦ e

. s \ É r ¦Ø ¦§ 4 Y Us $ \ _ ô Ç F g < Æ è [ þ t _ \ P

´

òõ \ _ ô Ç < H x 9 + þ A\ ' a ô Ç ½ ¨\ " f : r ¸\

É

r Ï ã J] X Ò ¦ _ o H × æ כ ¹ô Ç 0 Au \ ¦ t > ÷ &% 3 [2, 3]. Ó ü t| 9 ? /_ : r ¸ o\ É r Ï ã J] X Ò ¦ o| ¾ Ó É r \ P F g < Æ

>

Ã º (thermooptic coefficient) Ð & ñ _ ÷ & 9 y y _ Ó ü t| 9 [

þ

t É r 8 £ ¤& ñ H F g " é ¶ \ Õ ª ¦Ä »ô Ç \ P F g < Æ> Ã º ° ú כ` ¦

° ú

H [4]. ¢ ¸ô Ç, \ P F g < Æ> Ã º\ ¦ s 6 x # : r ¸ o\

É

r ½ ¨ ¸ o ¸ \ V8 £ ¤ ½ + É Ã º e [5].

ADP ü < KDP & ñ É r l > & h Ø æ \ ô Ç ¼ # s ¦ \ P

¸Ö ¦ s ± ú É r & h 1 p x _ & h s e t ë ß , / B N s 6 x s # ¦ Ø

¦§ 4 Y Us $ _ è Ð 6 x| ¨ c ÷ r ë ß m , q §& h V , o

6 x ÷ & ¦ e H q + þ A Ä » ^ & ñ s .

∗E-mail: [email protected]

: r ½ ¨\ " f H s Ö 0 q H ç ß [ O > \ ¦ 6 x # ADPü <

KDP & ñ _ \ P F g < Æ> Ã º\ ¦ 8 £ ¤& ñ H X < Å Ò 3 l q& h ` ¦ ¿ º% 3

¦, Á º] (Ì Ã º o\ ¦ 3 l q8 £ ¤ Ü ¼ Ð H כ s F g Ø ¦ l ü

< ¸z ´ ÐÛ ¼ ïá Ô\ ¦ 6 x < ÊÜ ¼ Ð+ & ñ x 9 ¸\ ¦ Z } s ¦, : r

¸ ¸] X l Ð \ P & h î ß & ñ © I \ ¦ Ä »t # l > r _ ~ ½ Ód Ð

8 & ñ x 9 ¦ [ jx 9 ô Ç 8 £ ¤& ñ ¸ 0 p x < Ê` ¦ S X ¦ % i

.

II. T Â ] Ø

Fig. 1 _ s Ö 0 q H ç ß [ O > H ; ¤ì r ½ + É` ¦ l í Ð ô Ç ç ß [ O

> × æ \ " f © V , o · ú 9 כ Ü ¼ Ð F g " é ¶ \ " f : r y n C

É r y n C ¾ º> h\ _ K ° ú 4 R y y _ Ö ¦ \ " f ì ø Í ) a .

ì

ø Í ) a y n C É r r y n C ¾ º> h\ " f ½ + Ë5 g4 R F g Ø ¦ l Ð ¾ Ó

> ) a . y Ö ¦` ¦ â Ä »ô Ç F g[ þ t É r â Ð \ _ ô Ç 0 A

© µ 1 ÏÒ q t l M :ë H \ Û ¼ß ¼ 2 ; © \ ç ß [ O Á º] (\ ¦ ë ß [ þ t

>

) a . ç ß [ O > _ ¿ º ¼ 1 Ï U ´s _ d ¦ ½ + É M :, ' a 8

£

¤ y ¸ I Ð > \ ¦ ' a8 £ ¤ ¿ º © s _ â Ð

H 2d cos I ÷ &# Q 2d cos I = mλü < ° ú É r s Ö 0 q H ç ß [ O

>

d s % 3 # Q . # l " f ¿ º Ö ¦ _ ç ß s 7 £ x < Ê\

© o \ " f 1 l xd " é ¶[ þ t s t H כ Ð ¸ 8 À 1 Ï o

D h Ðî r 1 l xd " é ¶[ þ t s ¦ y è H d \ 1 l xd " é ¶ [

þ

t É r Ã º» ¡ ¤ ÷ &# Q × æ © \ " f . ô Ç Á º] ( t H

כ

É r Ö ¦ s ì ø Í © ë ß p u s 1 l x ô Ç כ \ K { © ) a . Ö ¦ s

-203-

(2)

Fig. 1. The setup of the Michelson interferometer.

d ë ß p u s 1 l x ½ + É M : m> h_ Á º] (\ ¦ G ' p 6 £ § õ ° ú É r d (1) s % 3 # Q [6].

d = m λ

2 (1)

ç

ß [ O > _ ô Ç F g Ð\ r « Ñ\ ¦ Z ~ ¦ : r ¸\ ¦ or v r

« Ñ_ \ P Ø ½ ÓÜ ¼ Ð # F g Ð& ñ _ Ò q t ç ß [ O Á º ]

(_ s 1 l x` ¦ ' a8 £ ¤ ½ + É Ã º e ¦, Ï ã J] X Ò ¦ _ : r ¸ _ > r$ í ` ¦ > í

ß ½ + É Ã º e . s M :_ F g Ð& ñ É r ¿ ºa ü < Ï ã J] X Ò ¦ _ Y L s 9, â Ð Γ H

Γ = 2L(n − 1) (2) s

) a . # l " f n É r r « Ñ_ Ï ã J] X Ò ¦ s ¦, L É r r « Ñ_ ¿ º a

s 9 Y Us $ F g s r « Ñ\ ¦ M g4 ¤ l M :ë H \ F g Ð& ñ H

¿

º C ÷ &Ù ¼ Ð 2\ ¦ Y L ô Ç .

(2)d ` ¦ : r ¸ T Ð p ì r ,

∆Γ

∆T = 2 dL

dT (n − 1) + 2L dn

dT (3)

s

.

F

g " é ¶ _ © ` ¦ λ ½ + É M :, p [ jô Ç : r ¸ o ∆T \ _ K

Á º] (_ s 1 l x s m> h Ð ÷ &% 3 â Ð _ o ∆Γ H m

^λ₂

s ¦ Ø ½ Ó> Ã º\ ¦ β Ð ³ ðl : r ¸\ É r Ï ã J] X Ò

¦ _ o dn/dT H 6 £ § õ ° ú .

dn

dT = mλ 4L∆T − 1

L dL dT (n − 1)

= mλ

4L∆T − (n − 1)β (4) s

d Ü ¼ ÐÂ Ò' r « Ñ_ : r ¸ o Ð H \ P Ø ½ Ó\ K

{ © H ç ß [ O Á º] (_ s 1 l x > hÃ º m` ¦ 8 £ ¤& ñ : r ¸\

É r r « Ñ_ Ï ã J] X Ò ¦ o \ P F g < Æ> Ã º\ ¦ ç ß é ß > > í

ß ½ + É Ã º e .

Fig. 2. Schematic diagram of the experiment using the Michelson interferometer.

Fig. 3. Detail structure of the isolated chamber.

III. ÷ m Ç] M ö õ m Í À X Ø8 ý

s Ö 0 q H ç ß [ O > \ ¦ s 6 x ô Ç \ P F g < Æ> Ã º 8 £ ¤& ñ z ´+ « > É r & ñ x 9

ô Ç z ´+ « >s Ù ¼ Ð ü @Â Ò_ 1 l x` ¦ þ j è o l 0 AK F g < Æ _

s ^ ¦ 0 A\ " f ' ÷ &% 3 . F g " é ¶ Ü ¼ Ð H © s 632.8 nm s

9 ¼ # F g ) a He-Ne Y Us $ \ ¦ 6 x % i . 8 £ ¤& ñ ¦

H F g < Æ & ñ Ü ¼ Ð H ¿ ºa y y 3.5 mm ì ø Íy © Ä » ^ ADP ü < 4.7 mm y © Ä » ^ KDP\ ¦ 6 x % i . r « Ñ[ þ t s

4 ¤Ï ã J] X $ í Ó ü t| 9 s Ù ¼ Ð ¼ # F g ) a Y Us $ c ` ¦ r r & Ï

ã J] X Ò ¦` ¦ S X # & ñ © F g õ s © F g ` ¦ ½ ¨ì r % i .

Õ

ªo ¦ ADPü < KDP F g < Æ & ñ [ þ t É r f ¨_ þ v$ í s 8 A# Q l M

:ë H \ z ´+ « >z ´ ? /Â Ò_ _ þ v l ] j ü < ± ú É r : r ¸\ ¦ Ä »t K Å

Ò H כ s × æ כ ¹ # ½ ¨z ´ ? /Â Ò\ ½ Ó © ] j_ þ v l ü < \ # Q

(3)

Fig. 4. Experimentally obtained thermooptic coefficient of the ADP crystal according to a temperature. (a) or- dinary ray. (b) extraordinary ray.

` ¦ 1 l x r ( . r « Ñ[ þ t` ¦ 6 x t · ú §` ¦ M :\ H ½ Ó_ þ v X

<r H s ' \ Ð ' a % i .

Fig. 2 H : r ¸ ¸] X l \ ¦ s 6 x ô Ç s Ö 0 q H ç ß [ O > _ © u

¸ Ð" f Õ ªa Ë >õ ° ú s l ½ ¨\ ¦ C u ¦ y y _ Ö ¦` ¦ p

[ j ¸& ñ Ð ¸] X # ¿ º > h Ð ° ú Y Us $ c s

&

ñ S X > { 9 u ÷ & ¸2 ¤ # ç ß [ O Á º] (\ ¦ ë ß [ þ t% 3 . z ´+ « >

\

· ú ¡" f BK7 Ä »o \ ¦ s 6 x # $ © u & ñ § > =` ¦ ô Ç Ê ê\ ADP ü < KDP r « Ñ[ þ t` ¦ 6 x % i Ü ¼ 9 \ P ` ¦ H õ & ñ

\

" f \ P s D h# Q Å Ò / B N l _ Ï ã J] X Ò ¦` ¦ or & z ´ +

«

> õ \ % ò ¾ Ó` ¦ × ¦ Ã º e l M :ë H \ 4 R H \ P ` ¦ þ j

è o l 0 AK Fig. 3õ ° ú É r isolated chamber\ ¦ ] j

% i .

Isolated chamber H d ¦` ¦ $ ] j # \ P ` ¦ y Õ

ª 0 A\ $ 3 ¦\ ¦ Â Ò# Q ] j % i . : r ¸ ¸] X l _ \ P @ / (thermo-couple) H r « Ñ_ x 9 \ " f î ß & ñ & h Ü ¼ Ð : r ¸\ ¦ y

t ½ + É Ã º e ¸2 ¤ r « Ñ ~ Ã Îg Ë >@ / x 9 \ ½ ¨" í ` ¦ Ý ü # Q r « Ñ

Z ~{ 9 o x 9 \ ¦& ñ % i . Õ ªo ¦ z ´+ « >r \ H ¹ 1 Ï f

°` ¦ isolated chamber _ © é ß õ ] X ½ + ËÂ Òì r \ & h ] X y µ 1 Ï

? /Â Òü < ü @Â Ò\ ¦ þ j@ /ô Ç é ß ] X r ( . : r ¸ ¸] X l \ " f isolated chamber \ À Ó\ ¦ f Ë 9 Ð? / : r ¸\ ¦ Å Òl & h Ü ¼ Ð 7

£

x r & ç ß [ O Á º] (_ o\ ¦ S X ½ + É Ã º e % 3 .

Á

º] (Ã º > 8 £ ¤` ¦ 0 A # r « Ñ Z ~ ç ß [ O > \ ¦ : x õ ô Ç y n

C_ ç ß [ O Á º] ( Â Òì r \ z ´o B H 2 ; í Ð (pin-photo) s

Fig. 5. Experimentally obtained thermooptic coefficient of the KDP crystal according to a temperature. (a) or- dinary ray. (b) extraordinary ray.

¸× ¼\ ¦ s 6 x ô Ç F g Ø ¦ l \ ¦ [ O u % i Ü ¼ 9 { 9 ô Ç F g ñ

\

¦ l & h ñ Ð 7 Å Ò# Q ¸z ´ ÐÛ ¼ ïá Ô_ o \

? / ¦ + þ A` ¦ ( É Ó' \ " f Wavestar + þ Aì r$ 3 á Ô ÐÕ ªÏ þ (Tektronix)` ¦ s 6 x # X <s ' \ ¦ $ © % i . z ´+ « > É r F g

< Æ & ñ [ þ t _ : r ¸\ ¦ 30

^◦

C \ " f 50

^◦

C t or & 9 F

g Ð& ñ o\ ¦ z ´r ç ß Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ H ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ì ø Í4 ¤ % i

. ¸z ´ ÐÛ ¼ ïá Ô Ð + þ A` ¦ è q M : + þ A\ H 1 l x s

¸ ú

y t · ú § H â Ä º \ O % 3 . s H isolated chamber ? /Â Ò /

B

N l _ @ /À Óü < Å Ò _ p 1 l x Ü ¼ Ð ô Ç כ Ü ¼ Ð Æ Ò8 £ ¤ ) a .

õ ° ú כ` ¦ & ñ o ½ + É M : H 5 r_ õ \ ¦ ¨ î ç H % i Ü ¼ 9, s

õ ° ú כ` ¦ s 6 x # Á º] (s 1 l x > hÃ º\ ¦ & ñ | ¾ Ó& h Ü ¼ Ð

? /% 3 . s õ & ñ \ " f ADP s © F g \ " f H Á º] (s 1 l x

o Å Ò p [ j # Á º] ( o > hÃ º\ ¦ 0 Ü ¼ Ð & ñ % i

. Table. 1 É r : r ¸ o\ É r ç ß [ O Á º] (_ s 1 l x > hÃ º\ ¦

Í Ç xÜ ¼ 9, Õ ª\ É r F g < Æ & ñ [ þ t _ \ P F g < Æ> Ã º\ ¦ d (4)\ ¦ s 6 x # > í ß ô Ç õ \ ¦ & ñ o ô Ç כ s . õ \

É r ADP _ \ P F g < Æ> Ã º H 33

^◦

C _ & ñ © F g \ " f −54.30

× 10

⁻⁶

/

^◦

C s ¦, s © F g \ " f H ç ß [ O Á º] (_ o\ ¦ S X

½ + É Ã º \ O % 3 . Õ ªo ¦ KDP_ \ P F g < Æ> Ã º H & ñ © F g

\

" f −48.31 × 10

⁻⁶

/

^◦

C s % 3 ¦, s © F g \ " f H −30.21

× 10

⁻⁶

/

^◦

C s % 3 .

Fig. 4 ü < 5 H ADP ü < KDP_ : r ¸ o\ É r \ P F g < Æ

>

Ã º_ o\ ¦ · p כ Ü ¼ Ð õ ° ú כ_ ¸ # 3 0 A ? /\

(4)

Table 1. The result of the thermooptic coefficient measurement of the optical crystals according to the temperature variation.

Polarization

ADP Ordinary Extraordinary

Onset Temp. Latter Temp. Count of fringe movement dn/dT Count of fringe movement dn/dT

(

^◦

C) (

^◦

C) (N) (10

⁻⁶

/

^◦

C) (N) (10

⁻⁶

/

^◦

C)

30 32 2.0 −63.9919 0 0

32 34 3.5 −54.30404 0 0

34 36 5.1 −53.62815 0 0

36 38 6.5 −52.27635 0 0

38 40 7.9 −51.14986 0 0

40 42 9.1 −46.64388 0 0

42 44 10.1 −42.1379 0 0

44 46 10.9 −37.63192 0 0

46 48 11.5 −33.12594 0 0

48 50 12.0 −30.87295 0 0

Literature value λ = 633 nm λ = 633 nm

(33

^◦

C) dn/dT = −49.49 dn/dT = 0

Polarization

KDP Ordinary Extraordinary

Onset Temp. Latter Temp. Count of fringe movement dn/dT Count of fringe movement dn/dT

(

^◦

C) (

^◦

C) (N) (10

⁻⁶

/

^◦

C) (N) (10

⁻⁶

/

^◦

C)

30 32 1.9 −51.6536 1.5 −36.90798

32 34 3.5 −48.30511 2.7 −30.21099

34 36 4.9 −44.11948 3.9 −30.21099

36 38 5.9 −37.42249 5.0 −28.53674

38 40 6.8 −35.74824 6.0 −26.02536

40 42 7.5 −32.39974 6.8 −24.35112

42 44 8.1 −30.72549 7.6 −23.51399

44 46 8.5 −27.377 8.3 −21.83974

46 48 8.8 −25.70275 8.9 −20.16549

48 50 9.0 −24.0285 9.5 −20.16549

Literature value λ = 623.4 nm λ= 633nm

(33

^◦

C) dn/dT = −42.49 dn/dT = −26.25

"

f + þ A fittingô Ç õ s . : r z ´+ « >\ " f r « Ñ Ð 6 x ô Ç ADP ü < KDP F g < Æ & ñ [ þ t _ Ã Ð ¦° ú כ[7,8]õ 632.8 nm_

^◦

C \ " f q

As " é ¶ Ö ¸ > s À Ò# Qt t · ú § ¦ r « Ñ \ P r r « Ñ÷ r ë ß

m Å Ò _ / B N l ¸ < Êa \ P H d Ü ¼ Ð+ / B N l _ Ï ã J] X Ò

¦ oü < @ /À Ó Ð ô Ç כ Ü ¼ Ð Ð . Õ ª ü @\ ¸ t 5 Å q& h

z ´+ « >Ü ¼ Ð r « Ñ_ f ¨_ þ v$ í \ _ # r « Ñ ³ ð s ¦Ø Ô t

3 l w ô Ç & h õ Å Ò _ ¸s Ý ¼\ ¦ ¸ _ " é ¶ Ü ¼ Ð [ þ t Ã º e

x . s Ð p À Ò# Q Ð ¤` ¦ M : isolated chamber_ ß ¼l

\

¦ r « Ñ_ ß ¼l \ ´ ú 2 X ¸] X # ? /Â Ò_ / B N l _ @ /À Ó\

@

/ô Ç % ò ¾ Ó` ¦ þ j@ /ô Ç × ¦ s ¦ ¸ ú 6 £ § ] j x 9 Á º] (s 1 l x > hÃ º _

8 £ ¤& ñ \ Å Ò_ \ ¦ l Ö ¦ ¸ \ ¦ × ¦ # & ñ x 9 ô Ç z ´+ « >

u

\ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e ` ¦ כ Ü ¼ Ð l @ / ) a . ÷ r ë ß m , : r ¸

o H r « Ñ_ ¾ ú Â Ò' { 9 # Q H כ s Ù ¼ Ð r « Ñ

^

\ " f \ P & h ¨ î + þ As s À Ò# Q| 9 Ã º e ¸2 ¤ r ç ß ç ß ` ¦ ß ¼

>

¿ º H כ ¸ & ñ x 9 ô Ç 8 £ ¤& ñ s s À Ò# Qt > ½ + É Ã º e ` ¦ כ s

.

0 Aü < ° ú É r Ð ¢ - a& h [ þ t` ¦ > h # & ñ x 9 ô Ç 8 £ ¤& ñ s ) a

F g < Æ & ñ _ \ P F g < Æ> Ã º 8 £ ¤& ñ É r ¦Ø ¦§ 4 Y Us $ _ F g

1 Ï\ 6 x 0 p x ½ + É Ã º e ` ¦ ÷ r ë ß m & ñ x 9 ô Ç F g < Æz ´+ « >

\

" f ¸ 6 x ½ + É Ã º e ` ¦ כ s .

(5)

IV. + s Ç Â ] Ø

q H ç ß [ O > \ ¦ ½ ¨$ í # : r ¸ ¸] X l \ ¦ : x K r « Ñ\ \ P

`

¦ ¦ s Ð ô Ç ç ß [ O Á º] (_ µ 1 ßl o\ ¦ 8 £ ¤& ñ % i

. : r ¸ ¸] X l \ ¦ : x K r « Ñ\ î ß & ñ & h \ P ` ¦ Å Òl & h Ü ¼

g Ø ¦ l \ ¦ ô Ç ¸z ´ ÐÛ ¼ ïá Ô_ + þ A ì r$ 3 ` ¦ : x K ç ß [ O

Á º] (_ o > hÃ º\ ¦ & ñ | ¾ Ó& h Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ % i . s õ 3

l

q8 £ ¤ Ð 8¹ ¡ ¤ & ñ x 9 ô Ç z ´+ « >` ¦ ' ½ + É Ã º e % 3 Ü ¼ 9 Õ ª õ

Ã Ð ¦ ° ú כõ 6 × 10

⁻⁶

/

^◦

C s ? /_ s \ ¦ ° ú H H & h

õ \ ¦ % 3 % 3 . ¢ ¸ô Ç, ADPü < KDP_ : r ¸ o\

É

# \ P F g < Æ> Ã º ¼ # F g ~ ½ Ó ¾ Ó\ ² ú t H כ ` ¦ S X

% i .

P

c p 8 ý ò k >

s

7 Hë H É r 2008¸ Ö ¦ í ß @ / < Æ §_ ½ ¨q \ _ #

½

¨÷ &% 3 _ þ v m .

Y

c p w Ã U Ø ô

[1] H. J. Choi, B. J. Kim, H. H. Lim and M. Cha, SAEMULLI (New Phys.) 53, 489 (2006).

[2] J. S. Yoon, J. H. Chung, SAEMULLI (New Phys.) 27, 129 (1987).

[3] J, S, Yoon, S. I. Jeon and Y. S. Kim, J. Nat. Sci.

Kangnung Univ. 4, 4 (1988).

[4] R. J. Harris, G. T. Johnston, G. A. Kepple, P. C.

Krok and H. Mukal, Appl. Opt. 16, 436 (1977).

[5] J. S. Yoon, S. I. Jeon and Y. S. Kim, J. Nat. Sci. Res.

Inst. KANU 4, 6 (1988).

[6] J. H. Jo, S. Chang, C. K. Hwangbo and D. J. Cho, Optics, 4th ed. (Doo Yang Press, Seoul, 2002), p. 401, p. 496.

[7] Gorachand Ghosh, Handbook of Thermo-Optic Coef- ficients of Optical Materials with Applications (Aca- demic Press, San Diego, 1998), p.151.

[8] N. P. Barnes D. J. Gettemy and R. S. Adhav, J. Opt.

Soc. Am. 72, 895 (1982).

(6)

Measurement of the Thermooptic Coefficient of Optical Crystals by Using an Interferometer

Jungmin Kim and Sok Won Kim

^∗

Department of Physics, University of Ulsan, Ulsan 680-749 (Received 4 February 2008)

In order to obtain the thermooptic coefficient, which is the temperature-dependent refractive index of optical crystals such as ADP and KDP, we performed a Michelson Interferometry experi- ment to measure the variation of interference fringes with the transmission of a laser beam through the crystals by controlling the temperature. After the installation of the Michelson Interferometer, including the temperature controller, the relation between the temperature variation of the crystals and the interference fringe movement was observed using an isolated chamber made of gypsum.

Instead of the existing eye-measurement, the number of fringes that moved was measured quanti- tatively by using an oscilloscope, and the thermooptic coefficient was calculated. The result shows that in the ADP crystal, the thermooptic coefficient for an ordinary ray is −54.30 × 10

⁻⁶

/

^◦

C. However, fringe movement was not observed for the extraordinary ray. In the KDP crystal, the coefficients were −48.31 × 10

⁻⁶

/

^◦

C and −30.21 × 10

⁻⁶

/

^◦

C for the ordinary and the extraordinary rays, respectively.

PACS numbers: 07.60.Ly, 78.20.N

Keywords: Michelson interferometer, Optical crystal, Thermooptic coefficient, Ordinary ray, Extraordinary ray

∗E-mail: [email protected]

mכ r É4 õ u § T  Ó Þ X ¢ ° Ë Ñ] K ¡+ s ÇX N Ë8 ý °  Ç° Ë Ñ] K ¡4  ¤  ¤X N Ë





mכ r É4 õ u § T  Ó Þ X ¢ ° Ë Ñ] K ¡+ s ÇX N Ë8 ý °  Ç° Ë Ñ] K ¡4  ¤  ¤X N Ë

 »+ ä  * > ·  ») o  4 w H

Ö 

¦ í ß @ / < Æ § Ó ü t o  < Æõ , Ö  ¦ í ß  680-749 (2008¸  2 Z 4 4{ 9  ~ Ã Î6 £ §)

ADP ü < KDP 1 p x F g  < Æ  & ñ [ þ t _  \ P F g  < Æ> Ã º 7 £ ¤,  : r  ¸\    É r Ï ã J] X Ò  ¦  o\  ¦ ½ ¨ l  0 AK  s Ö 0 q  H ç

ß [ O > \  ¦ s 6 x #    & ñ \  Y Us $ c  `  ¦ È Òõ  r &   : r  ¸\  ¦  ¸] X K  9 ç ß [ O Á º] (_    o\  ¦ 8 £ ¤& ñ   H z

£

¤ Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ   H Á º] (  o > hÃ º\  ¦  ¸z ´ ÐÛ ¼ ïá Ô\  ¦  6 x #  & ñ | ¾ Ó& h   Ã ºu  Ð 8 £ ¤& ñ  ¦, \ P F g  < Æ> Ã º

\ 

¦ ½ ¨ % i  . ADP_  \ P F g  < Æ> Ã º  H & ñ  ©  F g  \ " f −54.30 × 10

/

C s % 3 t ë ß , s  ©  F g  \ " f  H ç ß  [ O

Á º] (_    o\  ¦ S X    ½ + É Ã º \ O % 3  . Õ ªo  ¦ KDP_  \ P F g  < Æ> Ã º  H & ñ  ©  F g  \ " f −48.31 × 10

/

C, s

 ©  F g  \ " f  H −30.21 × 10

/

C  Ð   õ \  ¦ % 3 `  ¦ Ã º e  % 3  .

I. " e Â ] Ø

Ó

ü t| 9 _  Ï ã J] X Ò  ¦ É r y n C_    '  \  % ò  ¾ Ó`  ¦ Å Ò  H ×  æ כ ¹ô  Ç Ó ü t o

| ¾ ÓÜ ¼ Ð" f F g  < Æ B | 9 _  Ó ü t o & h   $ í | 9 õ  : £ ¤$ í `  ¦ s K 

l  0 Aô  Ç ×  æ כ ¹ô  Ç  « Ñ ÷ & ¦ e  Ü ¼ 9 [1], y n C_   © õ 



: r  ¸\       o   H Ï ã J] X Ò  ¦ É r & ñ x 9 ô  Ç F g  < Æ z ´+ « >\ " f

&

ñ S X  ô  Ç ° ú כs   9 כ ¹ô  Ç  â Ä º ´ ú § . Ï ã J] X Ò  ¦ ° ú כ É r B | 9 `  ¦ :  x õ ô  Ç Ê ê_  y n C_  ç ß [ O  & ³ © `  ¦ :  x #  ç ß é ß ô  Ç Ã ºd  Ü ¼ Ð % 3 

`

 ¦ Ã º e   .

1960¸  p ² D G _  Maimans  Y Us $  F g`  ¦ þ j í Ð % 3  É r s

Ê ê, Y Us $  F g _  [ jl   H & h & h   ¦Ø  ¦§ 4 o÷ &# Q  ¦ e  

. s \    É r  ¦Ø  ¦§ 4 Y Us $ \  _ ô  Ç F g  < Æ è [ þ t _  \ P 

´

òõ \  _ ô  Ç  < H x 9   + þ A\   ' a ô  Ç   ½ ¨\ " f  : r  ¸\   

 É

r Ï ã J] X Ò  ¦ _    o  H ×  æ כ ¹ô  Ç 0 Au \  ¦ t  >  ÷ &% 3   [2, 3]. Ó ü t| 9 ? /_   : r  ¸  o\    É r Ï ã J] X Ò  ¦  o| ¾ Ó É r \ P F g  < Æ

>

Ã º (thermooptic coefficient) Ð & ñ _ ÷ & 9 y  y  _  Ó ü t| 9  [

þ

t É r 8 £ ¤& ñ   H F g " é ¶ \     Õ ª  ¦Ä »ô  Ç \ P F g  < Æ> Ã º ° ú כ`  ¦

° ú

  H  [4]. ¢ ¸ô  Ç, \ P F g  < Æ> Ã º\  ¦ s 6 x #   : r  ¸  o\   

 É

r ½ ¨ ¸  o ¸ \ V8 £ ¤ ½ + É Ã º e    [5].

ADP ü < KDP  & ñ  É r l > & h Ø  æ  \    ô  Ç ¼ # s  ¦ \ P  



¸Ö  ¦ s  ± ú  É r & h  1 p x _    & h s  e  t ë ß , / B N s  6 x s  #   ¦ Ø

 ¦§ 4 Y Us $ _   è  Ð  6 x| ¨ c ÷  r ë ß   m  , q  §& h V , o 



6 x ÷ & ¦ e    H q   + þ A Ä »  ^    & ñ s  .



: r   ½ ¨\ " f  H s Ö 0 q  H ç ß [ O > \  ¦  6 x #  ADPü <

KDP  & ñ _  \ P F g  < Æ> Ã º\  ¦ 8 £ ¤& ñ   H X < Å Ò 3 l q& h `  ¦ ¿ º% 3 



¦, Á º] (Ì  Ã º   o\  ¦ 3 l q8 £ ¤ Ü ¼ Ð   H  כ s     F g  Ø  ¦ l  ü

<  ¸z ´ ÐÛ ¼ ïá Ô\  ¦  6 x  < ÊÜ ¼ Ð+  & ñ x 9  ¸\  ¦ Z  } s  ¦,  : r



¸ ¸] X l  Ð \ P & h î ß & ñ  © I \  ¦ Ä »t  #  l  > r _  ~ ½ Ód   Ð 



8 & ñ x 9   ¦ [ jx 9 ô  Ç 8 £ ¤& ñ  ¸ 0 p x  < Ê`  ¦ S X     ¦  % i 

.

II. T  Â ] Ø

Fig. 1 _  s Ö 0 q  H ç ß [ O >   H   ;  ¤ì  r ½ + É`  ¦ l  í Ð ô  Ç ç ß  [ O

>  ×  æ \ " f  ©  V , o  · ú  9   כ Ü ¼ Ð F g " é ¶ \ " f  : r y n C



É r y n C ¾ º> h\  _ K  ° ú  4 R y  y  _   Ö  ¦ \ " f ì ø Í   ) a .

ì

ø Í   ) a y n C É r r  y n C ¾ º> h\ " f ½ + Ë5 g4 R F g   Ø  ¦ l  Ð  ¾ Ó

>   ) a . y    Ö  ¦`  ¦  â Ä »ô  Ç F g[ þ t É r  â  Ð \  _ ô  Ç 0 A



©   µ 1 ÏÒ q t l  M :ë  H \  Û ¼ß ¼ 2 ;  © \  ç ß [ O Á º] (\  ¦ ë ß [ þ t

>

  ) a . ç ß [ O > _  ¿ º ¼ 1 Ï U ´s _   d  ¦ ½ + É M :,  ' a 8

£

¤   y   ¸ I Ð > \  ¦  ' a8 £ ¤   ¿ º  ©   s _   â  Ð 



 H 2d cos I  ÷ &# Q 2d cos I = mλü < ° ú  É r s Ö 0 q  H ç ß [ O 

mכ r É4 õ u § T Ó Þ X ¢ ° Ë Ñ] K ¡+ s ÇX N Ë8 ý ° Ç° Ë Ñ] K ¡4 ¤ ¤X N Ë

mכ r É4 õ u § T Ó Þ X ¢ ° Ë Ñ] K ¡+ s ÇX N Ë8 ý ° Ç° Ë Ñ] K ¡4 ¤ ¤X N Ë

»+ ä * > · ») o 4 w H

Ö

¦ í ß @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , Ö ¦ í ß 680-749 (2008¸ 2 Z 4 4{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

ADP ü < KDP 1 p x F g < Æ & ñ [ þ t _ \ P F g < Æ> Ã º 7 £ ¤, : r ¸\ É r Ï ã J] X Ò ¦ o\ ¦ ½ ¨ l 0 AK s Ö 0 q H ç

ß [ O > \ ¦ s 6 x # & ñ \ Y Us $ c ` ¦ È Òõ r & : r ¸\ ¦ ¸] X K 9 ç ß [ O Á º] (_ o\ ¦ 8 £ ¤& ñ H z

¤ Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ H Á º] ( o > hÃ º\ ¦ ¸z ´ ÐÛ ¼ ïá Ô\ ¦ 6 x # & ñ | ¾ Ó& h Ã ºu Ð 8 £ ¤& ñ ¦, \ P F g < Æ> Ã º

\

¦ ½ ¨ % i . ADP_ \ P F g < Æ> Ã º H & ñ © F g \ " f −54.30 × 10

C s % 3 t ë ß , s © F g \ " f H ç ß [ O

Á º] (_ o\ ¦ S X ½ + É Ã º \ O % 3 . Õ ªo ¦ KDP_ \ P F g < Æ> Ã º H & ñ © F g \ " f −48.31 × 10

© F g \ " f H −30.21 × 10

C Ð õ \ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e % 3 .

ü t| 9 _ Ï ã J] X Ò ¦ É r y n C_ ' \ % ò ¾ Ó` ¦ Å Ò H × æ כ ¹ô Ç Ó ü t o

| ¾ ÓÜ ¼ Ð" f F g < Æ B | 9 _ Ó ü t o & h $ í | 9 õ : £ ¤$ í ` ¦ s K

l 0 Aô Ç × æ כ ¹ô Ç « Ñ ÷ & ¦ e Ü ¼ 9 [1], y n C_ © õ

: r ¸\ o H Ï ã J] X Ò ¦ É r & ñ x 9 ô Ç F g < Æ z ´+ « >\ " f

ñ S X ô Ç ° ú כs 9 כ ¹ô Ç â Ä º ´ ú § . Ï ã J] X Ò ¦ ° ú כ É r B | 9 ` ¦ : x õ ô Ç Ê ê_ y n C_ ç ß [ O & ³ © ` ¦ : x # ç ß é ß ô Ç Ã ºd Ü ¼ Ð % 3

¦ Ã º e .

1960¸ p ² D G _ Maimans Y Us $ F g` ¦ þ j í Ð % 3 É r s

Ê ê, Y Us $ F g _ [ jl H & h & h ¦Ø ¦§ 4 o÷ &# Q ¦ e

. s \ É r ¦Ø ¦§ 4 Y Us $ \ _ ô Ç F g < Æ è [ þ t _ \ P

òõ \ _ ô Ç < H x 9 + þ A\ ' a ô Ç ½ ¨\ " f : r ¸\

É

r Ï ã J] X Ò ¦ _ o H × æ כ ¹ô Ç 0 Au \ ¦ t > ÷ &% 3 [2, 3]. Ó ü t| 9 ? /_ : r ¸ o\ É r Ï ã J] X Ò ¦ o| ¾ Ó É r \ P F g < Æ

Ã º (thermooptic coefficient) Ð & ñ _ ÷ & 9 y y _ Ó ü t| 9 [

t É r 8 £ ¤& ñ H F g " é ¶ \ Õ ª ¦Ä »ô Ç \ P F g < Æ> Ã º ° ú כ` ¦

H [4]. ¢ ¸ô Ç, \ P F g < Æ> Ã º\ ¦ s 6 x # : r ¸ o\

É

r ½ ¨ ¸ o ¸ \ V8 £ ¤ ½ + É Ã º e [5].

ADP ü < KDP & ñ É r l > & h Ø æ \ ô Ç ¼ # s ¦ \ P

¸Ö ¦ s ± ú É r & h 1 p x _ & h s e t ë ß , / B N s 6 x s # ¦ Ø

¦§ 4 Y Us $ _ è Ð 6 x| ¨ c ÷ r ë ß m , q §& h V , o

6 x ÷ & ¦ e H q + þ A Ä » ^ & ñ s .

: r ½ ¨\ " f H s Ö 0 q H ç ß [ O > \ ¦ 6 x # ADPü <

KDP & ñ _ \ P F g < Æ> Ã º\ ¦ 8 £ ¤& ñ H X < Å Ò 3 l q& h ` ¦ ¿ º% 3

¦, Á º] (Ì Ã º o\ ¦ 3 l q8 £ ¤ Ü ¼ Ð H כ s F g Ø ¦ l ü

< ¸z ´ ÐÛ ¼ ïá Ô\ ¦ 6 x < ÊÜ ¼ Ð+ & ñ x 9 ¸\ ¦ Z } s ¦, : r

¸ ¸] X l Ð \ P & h î ß & ñ © I \ ¦ Ä »t # l > r _ ~ ½ Ód Ð

8 & ñ x 9 ¦ [ jx 9 ô Ç 8 £ ¤& ñ ¸ 0 p x < Ê` ¦ S X ¦ % i

.

II. T Â ] Ø

Fig. 1 _ s Ö 0 q H ç ß [ O > H ; ¤ì r ½ + É` ¦ l í Ð ô Ç ç ß [ O

> × æ \ " f © V , o · ú 9 כ Ü ¼ Ð F g " é ¶ \ " f : r y n C

É r y n C ¾ º> h\ _ K ° ú 4 R y y _ Ö ¦ \ " f ì ø Í ) a .

ø Í ) a y n C É r r y n C ¾ º> h\ " f ½ + Ë5 g4 R F g Ø ¦ l Ð ¾ Ó

> ) a . y Ö ¦` ¦ â Ä »ô Ç F g[ þ t É r â Ð \ _ ô Ç 0 A

© µ 1 ÏÒ q t l M :ë H \ Û ¼ß ¼ 2 ; © \ ç ß [ O Á º] (\ ¦ ë ß [ þ t

) a . ç ß [ O > _ ¿ º ¼ 1 Ï U ´s _ d ¦ ½ + É M :, ' a 8

¤ y ¸ I Ð > \ ¦ ' a8 £ ¤ ¿ º © s _ â Ð

H 2d cos I ÷ &# Q 2d cos I = mλü < ° ú É r s Ö 0 q H ç ß [ O

d s % 3 # Q . # l " f ¿ º Ö ¦ _ ç ß s 7 £ x < Ê\

© o \ " f 1 l xd " é ¶[ þ t s t H כ Ð ¸ 8 À 1 Ï o

D h Ðî r 1 l xd " é ¶[ þ t s ¦ y è H d \ 1 l xd " é ¶ [

t É r Ã º» ¡ ¤ ÷ &# Q × æ © \ " f . ô Ç Á º] ( t H

כ

É r Ö ¦ s ì ø Í © ë ß p u s 1 l x ô Ç כ \ K { © ) a . Ö ¦ s

d ë ß p u s 1 l x ½ + É M : m> h_ Á º] (\ ¦ G ' p 6 £ § õ ° ú É r d (1) s % 3 # Q [6].

ß [ O > _ ô Ç F g Ð\ r « Ñ\ ¦ Z ~ ¦ : r ¸\ ¦ or v r

« Ñ_ \ P Ø ½ ÓÜ ¼ Ð # F g Ð& ñ _ Ò q t ç ß [ O Á º ]

(_ s 1 l x` ¦ ' a8 £ ¤ ½ + É Ã º e ¦, Ï ã J] X Ò ¦ _ : r ¸ _ > r$ í ` ¦ > í

ß ½ + É Ã º e . s M :_ F g Ð& ñ É r ¿ ºa ü < Ï ã J] X Ò ¦ _ Y L s 9, â Ð Γ H

) a . # l " f n É r r « Ñ_ Ï ã J] X Ò ¦ s ¦, L É r r « Ñ_ ¿ º a

s 9 Y Us $ F g s r « Ñ\ ¦ M g4 ¤ l M :ë H \ F g Ð& ñ H

º C ÷ &Ù ¼ Ð 2\ ¦ Y L ô Ç .

(2)d ` ¦ : r ¸ T Ð p ì r ,

.

g " é ¶ _ © ` ¦ λ ½ + É M :, p [ jô Ç : r ¸ o ∆T \ _ K

Á º] (_ s 1 l x s m> h Ð ÷ &% 3 â Ð _ o ∆Γ H m

s ¦ Ø ½ Ó> Ã º\ ¦ β Ð ³ ðl : r ¸\ É r Ï ã J] X Ò

¦ _ o dn/dT H 6 £ § õ ° ú .

d Ü ¼ ÐÂ Ò' r « Ñ_ : r ¸ o Ð H \ P Ø ½ Ó\ K

{ © H ç ß [ O Á º] (_ s 1 l x > hÃ º m` ¦ 8 £ ¤& ñ : r ¸\

É r r « Ñ_ Ï ã J] X Ò ¦ o \ P F g < Æ> Ã º\ ¦ ç ß é ß > > í

ß ½ + É Ã º e .

s Ö 0 q H ç ß [ O > \ ¦ s 6 x ô Ç \ P F g < Æ> Ã º 8 £ ¤& ñ z ´+ « > É r & ñ x 9

ô Ç z ´+ « >s Ù ¼ Ð ü @Â Ò_ 1 l x` ¦ þ j è o l 0 AK F g < Æ _

s ^ ¦ 0 A\ " f ' ÷ &% 3 . F g " é ¶ Ü ¼ Ð H © s 632.8 nm s

9 ¼ # F g ) a He-Ne Y Us $ \ ¦ 6 x % i . 8 £ ¤& ñ ¦