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Submitted on 1 Jan 1963
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Mesures de constantes diélectriques et d’anisotropies diélectriques de divers cristaux dans la bande x
Claude Demau
To cite this version:
Claude Demau. Mesures de constantes diélectriques et d’anisotropies diélectriques de divers cristaux dans la bande x. Journal de Physique, 1963, 24 (4), pp.284-285. �10.1051/jphys:01963002404028400�.
�jpa-00205465�
284.
COMMUNICATIONS A LA SOCIÉTÉ FRANÇAISE DE PHYSIQUE
MESURES DE CONSTANTES DIÉLECTRIQUES
ET D’ANISOTROPIES DIÉLECTRIQUES
DE DIVERS CRISTAUX DANS LA BANDE X Par Claude DEMAU,
((Laboratoire d’Optique Ultra-hertzienne, Faculté des Sciences de Bordeaux).
LE JOURNAL DE PHYSIQUE TOME 24, AVRIL 1963,
Les constantes diélectriques de quelques halogé-
nures de métaux ont été mesurées dans l’intention de
fournir des résultats de base pour une étude ultérieure
sur ces cristaux.
Les permittivités principales du quartz et du spath
ont été mesurées après repérage de l’axe principal par des moyens optiques ; la biréfringence a été m,ise en
évidence.
1. Appareil de mesures. Méthode.
-L’appareil
de mesures de permittivités que nous avons utilisé est
un banc de mesures hyperfréquences, en guides rectan- gulaires,, fonctionnant dans la bande des 10 000 MHz.
FIG. 1.
-Dispositif expérimental.
MÉTHODE. -On se reportera aux mémoires spécia-
tisés pour les détails [1]. La méthode utilisée appelée
« Méthode du court-circuit » consiste à placer une
lame de la substance à étudier, remplissant toute la
section du guide, contre le court-circuit terminal, et d’épaisseur e mesurable.
Un étudie à l’aide de la ligne de mesures, la modifi- cation du phénomène d’ondes stationnaires existant devant le court-circuit. Pour cela on relève le T. 0. S.
(0) existant en ligne et la distance dam d’un minimum du train d’ondes stationnaires à la face d’entrée de la
.
lame de diélectrique.
A partir de ces relevés et de l’abaque de Smith, on
sait calculer l’impédance relative z, au niveau de la
face d’entrée de la lame. Puis à partir de ce premier
résultat et en utilisant les équations fondamentales existant en propagation guidée, et les abaques de
Lebrun [2] on arrive à calculer les parties réelle et imaginaire de la permittivité r;latiiTe 1 = c’
-j£" de
la substance à l’aide des formules :
où ll, e’ sont les données de l’abaque de Lebrun (obte-
nnes à partir de ~,7,) ; hv, la longueur d’onde dans le
vide ; ~~, la longueur d’onde de coupure du guide ;
e, l’épaisseur de la lame de diélectrique.
II. Mesures de permittivités d’halogénures de
métaux.
-Des mesures ont été effectuées sur des monocristaux artificiels fournis par la maison Quartz
et Silice. La taille des lames brutes a été effectuée au
laboratoire. En particulier pour le chlorure d’argent
nous avons dû travailler les cristaux et effectuer les
mesures en lumière rouge, ce corps noircissant à la lumière blanche.
Ces cristaux appartenant au système cubique, une
seule mesure dans une direction arbitraire a été néces- saire. Nos mesures ont montré que c2s corps n’étaient pas absorbants aux hyperfréquences (c" = 0), ou du
moins que leur absorption n’était pas mesurable à l’aide de notre appareillage. Nos résultats sont en bon accord avec certains résultats déjà publiés par des auteurs [3] à d’autres fréquences. Le tableau suivant
consigne l’ensemble de nos résultats : TABLEAU 1
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:01963002404028400
285 III. Mesure de l’anisotropie diélectrique du quartz.
-
Le quartz Si OL utilisé provenait du Brésil. A la température ambiante, il est dit a ; ; c’est de la silice
rhomboédrique appartenant à l’hémiédrie énantio-
morphe (A2, 3A3). Ce cristal ayant un axe principal ternaire, il y a donc lieu de prévoir deux valeurs de
permittivités principales (fig. 2b).
Pour les systèmes à axe principal, l’axe de symétrie
cristalline est obligatoirement un axe électrique. Une
détermination dans la direction de cet axe nous donne
un premier résultat, une détermination dans une direc- tion normale à celle-ci nous donne le second résultat.
Nous avons fait tailler trois séries de lames de quartz suivant les dispositions indiquées 2a) ; ces lames ayant des épaisseurs variables ont été prises dans le
même morceau de quartz, afin d’éviter une erreur sur
l’espèce cristalline.
FiG. 2.
Afin de vérifier que seule la position de l’axe de symétrie cristalline (axe optique) par rapport avec la direction de polarisation du champ électrique E du mode TEoI intervenait, nous avons montré que les
positions d’axes (1) et (2) étaient indifférent8s.
Les résultats sont consignés dans le tableau suivant :
TABLEAU 2
QUARTZ
’CALCUL DE LA BIRÉFRINGENCE.
-On appelle « biré- fringence » la quantité An
=ne - nq, no étant l’indice ordinaire et correspondant à la disposition (1) ou (2), le champ électrique F, étant polarisé verticalement dans le guide ; ne l’indice extraordinaire correspondant à
la disposition (3) où l’axe optique est parallèle au plan
de vibration du champ électrique.
La biréfringence est positive, donc le cristal, uniaxe
positif dans le domaine de l’optique classique, le reste
en optique ultrahertzienne.
IV. Mesure de l’anisotropie diélectrique du spath. -
Le spath CO3 Ca appelé calcite est un carbonate de calcium transparent lorsqu’il est pur. Nos échantillons
provenaient d’Islande. Ce cristal appartient au sys- tème rhomboédrique :
(A3, C, 3 A2, 3 NI pour l’holoédrie) (fig. ?c). C’est un système à axe principal, donc tout ce qui vient d’être
dit à propos du quartz
-ce reste valable.
Nous avons fait trois séries de mesures sur des lames
d’épaisseurs variables disposées par rapport à l’axe optique comme les lames de quartz. Les résultats sont
consignés dans le tableau suivant : TABLEAU 3
CALCUL DE LA BIRÉFRINGENCE.
-, ,
v , v , ,
