硅和锗的折射率随温度的变化
光学
2009-11-11 v1
摘要
硅和锗可能是固态器件技术以及最近的微机械加工和纳米技术领域中最被充分理解的两种半导体材料。同时，这两种材料在红外透镜设计领域也具有重要意义。为这两种材料透射的波长范围设计的光学仪器，在冷却到低温以增强场景信号相对于仪器背景辐射时，能达到最佳性能。为了能够在低温下使用硅和锗进行高质量透镜设计，我们使用美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的低温高精度折射测量系统（CHARMS），测量了这两种材料的多个棱镜的绝对折射率，作为波长和温度的函数。对于硅，我们报告了在20至300 K温度范围、1.1至5.6微米波长范围内的绝对折射率和热光系数（dn/dT）；对于锗，我们覆盖了20至300 K的温度范围和1.9至5.5微米的波长范围。我们将我们的测量结果与文献中的其他结果进行了比较，并基于我们的数据提供了随温度变化的Sellmeier系数，以便将折射率准确插值到其他波长和温度。鉴于文献中这两种材料折射率值的多样性，我们重申，当需要优于±5 x 10^-3的绝对精度时，测量与最终光学元件切割自同一批原材料样品的折射率至关重要。
引用
@article{arxiv.physics/0606168,
title = {Temperature dependent refractive index of silicon and germanium},
author = {Bradley J. Frey and Douglas B. Leviton and Timothy J. Madison},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0606168},
year = {2009}
}
备注
10 pages, 8 figures, to be published in the Proc. of SPIE 6273 (Orlando)