![]() КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Поляризация света. Вектора напряжённости электрического поля и напряжённости магнитного поля перпендикулярны между собой и по отношению к направлению распространению светаЭллипсометрия Вектора напряжённости электрического поля Свет, испускаемый каким-либо атомом или молекулой, всегда поляризован. Но макроскопические источники света состоят из огромного числа таких частиц-излучателей. При этом пространственные ориентации векторов Свет называется полностью поляризованным, если две взаимно перпендикулярные компоненты (проекции) вектора Если фазовое соотношение между компонентами вектора
Плоскость рисунков на рис.1. перпендикулярна направлению распространения света: здесь а и д - линейные поляризации; в - правая круговая поляризация; 6, г и е - эллиптические поляризации различной ориентации. Приведённые рисунки соответствуют положительным разностям фаз d (опережению вертикальных колебаний по сравнению с горизонтальными).
Таким образом, полную поляризацию монохроматического света характеризуют проекцией траектории конца вектора Е в каждой точке луча на плоскость, перпендикулярную лучу. В самом общем случае так называемой эллиптической поляризации такая проекция - эллипс, что легко понять, учитывая постоянство разности фаз между взаимно перпендикулярными компонентами Е и одинаковость частоты их колебании в монохроматической волне. Для полного описания эллиптической поляризации необходимо знать направление вращения Е по эллипсу (правое или левое), ориентацию осей эллипса и его эксцентриситет, например, рис.1 (б, г, е). Наибольший интерес представляют предельные случаи - линейная поляризация (разность фаз d =0), когда эллипс вырождается в отрезок прямой, и круговая, или циркулярная, когда разность фаз Если фазовый сдвиг равен нулю, то свет обнаруживает преимущественную плоскость колебаний вектора Естественный свет не обнаруживает фазовой корреляции между компонентами вектора Особенности взаимодействия поляризованного света с веществом нашли исключительно широкое применение в научных исследованиях кристаллохимической и магнитной структуры твёрдых тел, оптических свойств кристаллов, природы состояний, ответственных за оптические переходы, структуры биологических объектов, характера поведения газообразных, жидких и твёрдых тел в полях анизотропных возмущений (электрическом, магнитном, световом и пр.), а также для получения информации о труднодоступных объектах (в частности, в астрофизике). Поляризованный свет широко используется во многих областях техники, например, при необходимости плавной регулировки интенсивности светового пучка (использование закона Малюса), при исследованиях напряжений в прозрачных средах (поляризационно-оптический метод исследования), для увеличения контраста и ликвидации световых бликов в фотографии, при создании светофильтров, модуляторов излучения и пр. Линейно поляризованный свет можно наблюдать, например, в излучении лазера. Другой способ получения линейно поляризованного света состоит в пропускании естественного света через поляроид (поляризационный светофильтр), который свободно пропускает компоненту света, поляризованную вдоль выделенного направления, и полностью поглощает свет с перпендикулярной поляризацией. Для поляризации света используются различные кристаллы, обладающие двойным лучепреломлением, например, кварц и исландский шпат. Если на такой поляроид падает линейно поляризованная волна, то интенсивность I прошедшего света будет зависеть от угла a между направлением поляризации падающего света и выделенным направлением самого поляроида следующим образом (закон Малюса):
Наиболее распространенным поляризатором является призма Николя (чаще, просто николь). Проходящий через николь свет должен преодолеть границу двух сред, на которой условия преломления света для компонент светового пучка, поляризованных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, резко различаются. Например, для одной из этих компонент на границе могут выполняться условия полного внутреннего отражения, и через призму проходит лишь другая компонента света. Такие поляроиды называются однолучевыми. Двухлучевые поляризаторы пропускают обе взаимно перпендикулярные компоненты падающего на него светового пучка и пространственно разделяют их. Чаще всего их изготовляют из исландского шпата (CaCO3), прозрачного в диапазоне длин волн от 0.2 мкм до 2 мкм, и кристаллов кварца (SiO2), прозрачного в диапазоне длин волн до 3.5 мкм. Трехгранные призмы однолучевых поляризаторов обычно склеивают прозрачным веществом с показателем преломления, близким к среднему значению обыкновенного и необыкновенного лучей. Склеивающими веществами служат, например, канадский бальзам, глицерин, касторовое и льняное масла. В некоторых призмах их части разделены не клеящим веществом, а воздушной прослойкой для снижения потерь на поглощение при высоких плотностях излучения и при работе в УФ части спектра. Используют также прослойки из плавленого кварца. Эллипсометрия – это совокупность методов изучения поверхностей жидких и твёрдых тел тел по состоянию поляризации светового пучка, отражённого этой поверхностью и преломлённого на ней. Падающий на поверхность плоско поляризованный свет приобретает при отражении и преломлении эллиптическую поляризацию вследствие наличия тонкого переходного слоя на границе раздела сред. Зависимость между оптическими постоянными слоя и параметрами эллиптически поляризованного света устанавливается на основании формул Френеля. На принципах эллипсометрии построены прецизионные бесконтактные методы исследований поверхности жидкости или твёрдых веществ, процессов адсорбции, коррозии и др. В качестве источника света в эллипсометрии используется монохроматическое излучение зелёной линии ртути, а в последнее время – лазерное излучение, что даёт возможность исследовать микронеоднородности на поверхности изучаемого объекта. Получило развитие также новое направление спектральной эллипсометрии в широком интервале длин волн, существенное при исследованиях атомного состава неоднородных и анизотропных поверхностей и плёнок.
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 799; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |