Оптические_свойства_Рубцова (1027545)
Текст из файла
Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана
Ж У Р Н А Л
лабораторной работы
«ИЗУЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТОНКИХ ПЛЕНОК»
Фамилия и инициалы студента _Рубцова Л.А._______________________
Факультет _МТ___________ Группа 11-38__________ 2016__ учебный год
Лабораторная работа
«ИЗУЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТОНКИХ ПЛЕНОК»
-
Цель работы:
Освоение навыков исследования и анализа оптических свойств фотонных кристаллов на примере пленок синтетического опала.
-
Анализ эффекта Брэгговской дифракции на пленке синтетического опала
Дополните рисунок 1 изображением хода лучей при Брэгговской дифракции в пленке синтетического опала и обозначением подложки, опаловой матрицы, межплоскостного расстояния матрицы и угла падения луча на поверхность пленки..
Рис. 1. Брэгговская дифракция в пленке синтетического опала.
Запишите условие Брэгга для опаловой матрицы:
λ =
,
где
а – межплоскостное расстояние,
nэф – эффективный показатель преломления,
Θ – угол Брегговской дифракции,
N – порядок дифракции.
Принцип работы экспериментальной техники.
Дополните представленные на рисунках 2 и 3 схемы работы атомно-силового микроскопа и спектрофотометра нумерацией и наименованием позиций.
Рис. 2. Схема работы атомно-силового микроскопа:
1 – детектор и система; 2 – фотодиод; 3 – лазер; 4 – кантилевер с зондом; 5 – поверхность образца; 6 – образец;
Рис. 3. Схема работы спектрофотометра:
1 – сферическое зеркало; 2 – галогенная лампа; 3 – модулятор; 4 – сферическое зеркало;
5 – плоское зеркало; 6 – образец; 7 – линзы объектива; 8 – световод; 9 – спектрометры;
-
Описание исследуемого образца
Заполните таблицу 1 сведениями об исследуемом образце
Таблица 1
| Наименование | Значение | Примечание |
| Материал подложки | ситалл | |
| Материал пленки | SiO2 | |
| Наличие / отсутствие иризации | присутствует | |
| Размер образца | 10х10 мм | |
| Толщина пленки | 650 нм |
-
Используемые в лабораторной работе параметры и режимы работы экспериментальной техники
-
Атомно-силовой микроскоп (АСМ)
-
Заполните таблицу 2 сведениями о параметрах и режимах сканирования
Таблица 2
| Наименование | Значение | Примечание |
| Модель АСМ | Solver Next | |
| Режим сканирования | полуконтактный | |
| Размер скана | 2х2 мкм | |
| Радиус закругления зонда | 10 нм | |
| …………………………….. |
-
Спектрофотометр
Заполните таблицу 3 сведениями о параметрах и режимах исследования.
Таблица 3
| Наименование | Значение | Примечание |
| Модель спектрофотометра | Epsilon | |
| Контролируемый спектр | 350 нм | |
| Исследуемый спектральный диапазон | 380-1100 нм | |
| Число усреднений измерений | 10 | |
| …………………………….. |
-
Исследование структуры поверхности пленки синтетического опала на АСМ и расчет положения ФЗЗ
Заполните таблицу 4 результатами исследования структуры поверхности синтетического опала на АСМ
Таблица 4
| № изм. | di, нм |
| S2, нм2 | S, нм |
| 1 | 253 | 240,8 | 206,96 | 14,39 |
| 2 | 228 | |||
| 3 | 248 | |||
| 4 | 236 | |||
| 5 | 243 | |||
| 6 | 238 | |||
| 7 | 229 | |||
| 8 | 240 | |||
| 9 | 243 | |||
| 10 | 250 |
, нмЗаполните таблицу 5 исходными данными и результатами расчета положения ФЗЗ исследуемого образца.
Таблица 5
| Параметр | Единица измерения | Расчетное выражение | Значение | |
| Наименование | Обозначение | |||
| Показатель преломления | nSiO2 | - | 1.47 | |
| nвозд | - | 1 | ||
| fSiO2 | - | 0,67 | ||
| fвозд | fв+fSiO2=1 | 0,33 | ||
| nэф | 1,33 | |||
| d | нм | - | 240,8 | |
| a | 196,6 | |||
| θ | - | 90 | ||
| λ | нм | 640,5 | ||
-
Исследование спектра отражения образца пленки синтетического опала на спектрофотометре и определение положения ФЗЗ
Изобразите схематично на рисунке 4 полученный спектр отражения. Подпишите координатные оси, диапазон измерения длин волн и отметьте длину волны, соответствующую максимуму отражения (ФЗЗ).
Рис. 4. Спектр отражения образца
-
Обобщение результатов
Обобщите результаты исследований и расчетов, заполните таблицу 6.
Таблица 6
| Расчетное значение длины волны λр, соответствующей ФЗЗ, нм | Полученное при анализе спектра отражения значение длины волны λэ, соответствующей ФЗЗ, нм | Разность значений │λр - λэ│, нм |
| 640,5 | 588 | 52,53 |
-
Выводы
Сформулируйте выводы по работе. Проанализируйте причины расхождения значений λр и λэ. Отметьте, является ли исследованный Вами образец фотонным кристаллом. Опишите возможные области применения пленок синтетического опала и структур на их основе.
Значения λр и λэ могут расходиться из-за неточности математической модели, загрязнения поверхности, погрешности приборов и т.п.
Отметка о защите лабораторной работы ___________________Дата_________________
ФИО преподавателя_______________________Подпись преподавателя______________
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
