16 (982548), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Призмы вытачиваются так, чтобы торец был скошен под углом 68° относительно направленияСеместр 3. Лекция 168проходящего света, а склеиваемые стороны составляли прямой угол с торцами.При этом оптические оси кристаллов параллельны друг другу и образуют угол48о15 с торцами призм. Призмы склеены между собой специальным клеем - канадским бальзамом, показатель преломления которого по величине находитсямежду показателями преломления обыкновенного и необыкновенного лучей.(Призма не может применяться для поляризации ультрафиолета, так как канадский бальзам поглощает ультрафиоклейлет.)48о 15о22ео68оСвет с произвольной поляризацией,проходя через торец призмы испытывает двойное лучепреломление, расщепляясь на два луча - обыкновен-Оптическая осьный, имеющий горизонтальную плоскость поляризации, и необыкновенный, с вертикальной плоскостью поляризации.После чего обыкновенный луч испытывает полное внутреннее отражение о плоскость склеивания и поглощается зачернённой нижней гранью.

Необыкновенныйлуч беспрепятственно выходит через противоположный торец призмы.Поляроид (поляризационный светофильтр) - один из основных типов оптических линейных поляризаторов; представляет собой тонкую поляризационнуюплёнку, заклеенную для защиты от механических повреждений и действия влаги,между двумя прозрачными пластинками (плёнками).Рассмотрим нормальное падение света на тонкую пластинку, вырезанную изодноосного кристалла, в котором оптическая ось направлена параллельно её грани.

Т.е. свет падает перпендикулярно к её оптической оси. В этом случае не будетпространственного разделения на лучи «о» и «е». Но т.к. фазовые скорости зависят от направления поляризации волны, то на выходе из пластинки толщиной dу этих лучей появится оптическая разность хода: L  no  ne d , следовательно,появится разность фаз:  2no  ne d .Семестр 3. Лекция 169В волне, вышедшей из пластинки: E  E X  EY , где E X   E0 X sin  t  kz   X  , 0, 0  ,EY   0,E0Y sin  t  kz  Y  , 0  и   Y   X 2no  ne d .Получаем, что конец вектора E описывает фигуру Лиссажу.

Вид этой фигуры зависит (для данного вещества) от толщины пластинки.Если  2no  ne d   m , то фигура будет эллипсом, откуда для толщи24ны пластинки получаем: no  ne d  m  2m  1 . Такой случай принято назы24вать «пластинка в четверть волны».

Волна, проходящая через пластинку в четверть волны, поляризована эллиптически.Если  2no  ne d  m , то фигура Лиссажу – отрезок прямой. В этомслучае no  ne d m- и получается «пластинка в полволны». Волна, соответст2венно, будет линейно поляризована.Предположим, что на пластинку падает линейно поляризованная волна. Тогда пластинка в четверть волны «превратит» её в эллиптически поляризованную.А пластинка в полволны оставит линейную поляризацию, но при чётных m плоскость поляризации не изменится, а при нёчетных m повернётся на /2.Возможно также применение подобных пластинок для определения эллиптически поляризованного света – так называемых компенсаторов.

Если на путиэллиптически поляризованного света поместить пластинку в «четверть волны», тоон превратится в линейно поляризованный. Линейно поляризованный свет можноопределить с помощью обычного поляризатора.Естественное вращение. Некоторые вещества, называемые оптическиактивными, обладают способностью вызывать вращение плоскости поляризациипроходящего через них линейно поляризованного света.

К числу таких веществпринадлежат кристаллические тела (например, кварц, киноварь), чистые жидкости (скипидар, никотин) и растворы оптически активных веществ в неактивныхрастворителях (водные растворы сахара, винной кислоты и др.).Семестр 3. Лекция 1610Помимо кристаллов двойное лучепреломление наблюдается в искусственноанизотропных средах (в стеклах, жидкостях и др.), помещенных в электрическоеполе (эффект Керра), в магнитном поле (эффект Фарадея) (эффект Коттона— Мутона), под действием механических напряжений (Фотоупругость) и т. п.Во всех этих случаях среда становится оптически анизотропной, причём оптическая ось параллельна направлению электрического поля, магнитного поля и т. п.Эффект Керра, или квадратичный электрооптический эффект - явление изменения значения показателя преломления оптического материала пропорционально второй степени напряжённости приложенного электрического поля.

(Всильных полях наблюдаются небольшие отклонения от закона Керра.)Эффект Керра был открыт в 1875 году шотландским физиком Джоном Керром.Под воздействием внешнего постоянного или переменного электрического поля всреде может наблюдаться двойное лучепреломление, вследствие изменения поляризации вещества.Эффект Поккельса (электрооптический эффект Поккельса) - это явлениевозникновения двойного лучепреломления в оптических средах при наложениипостоянного или переменного электрического поля.

Он отличается от эффектаКерра тем, что линеен по полю, в то время как эффект Керра квадратичен. ЭффектПоккельса может наблюдаться только в кристаллах, не обладающих центромсимметрии: в силу линейности при изменении направления поля эффект долженменять знак, что невозможно в центрально-симметричных телах.

Эффект хорошозаметен на кристаллах ниобата лития или арсенида галлия.Эффект Фарадея (продольный электрооптический эффект Фарадея) - магнитооптический эффект, который заключается в том, что при распространениилинейно поляризованного света через оптически неактивное вещество, находящееся в магнитном поле, наблюдается вращение плоскости поляризации света.Эффект был обнаружен М. Фарадеем в 1845 году. Эффект Фарадея тесно связан сэффектом Зеемана, заключающимся в расщеплении уровней энергии атомов вмагнитном поле. При этом переходы между расщеплёнными уровнями происходят с испусканием фотонов правой и левой поляризации, что приводит к различ-Семестр 3.

Лекция 1611ным показателям преломления и коэффициентам поглощения для волн различнойполяризации. Строгое описание эффекта Фарадея проводится в рамках квантовоймеханики.Эффект Коттона - Мутона (или эффект Фохта) - явление возникновения под действием магнитного поля в оптически изотропных средах двойного лучепреломления. При распространении света поперек вектора индукции магнитного поля поляризация остается линейной, то есть наблюдается обычное двойноелучепреломление, в отличие от эффекта Фарадея: при распространении светавдоль магнитного поля возникают две волны, поляризованные по кругу и имеющие разные показатели преломления, то есть наблюдается двойное круговое лучепреломление.Исследования эффекта Коттона - Мутона позволяют получить информациюо структуре молекул, образовании межмолекулярных агрегатов и подвижностимолекул.Фотоупругость, (фотоэластический эффект, пьезооптический эффект) возникновение оптической анизотропии в первоначально изотропных твёрдых телах (в том числе полимерах) под действием механических напряжений.

ОткрытаТ.И. Зеебеком (1813) и Д. Брюстером (1816). Фотоупругость является следствиемзависимости диэлектрической проницаемости вещества от деформации и проявляется в виде двойного лучепреломления и дихроизма, возникающих под действием механических нагрузок. При одноосном растяжении или сжатии изотропноетело приобретает свойства оптически одноосного кристалла с оптической осью,параллельной оси растяжения или сжатия. При более сложных деформациях, например при двустороннем растяжении, образец становится оптически двухосным.Фотоупругость используется при исследовании напряжений в механическихконструкциях, расчёт которых слишком сложен.

Исследование двойного лучепреломления под действием нагрузок в выполненной из прозрачного материала модели (обычно уменьшенной) изучаемой конструкции позволяет установить характер и распределение в ней напряжений.Семестр 3. Лекция 1612Замечание. ЖК-монитор состоит из огромного числа маленьких пикселей. Каждый такойпиксель состоит из триады раскрашенных жидкокристаллических ячеек (красной, зелёной и синей). С двух сторон от жидкокристаллической панели приклеиваются линейные поляризаторы.Сзади располагается подсветка (сами ЖК-ячейки не светятся). Проходя через первую поляризационную плёнку, свет поляризуется. Напряжение на жидкокристаллической ячейке заставляет сворачиваться её в спираль, при этом происходит изменение направления поляризации поляризованного света.

После прохожденияполяризованного света через вторую поляризационную плёнку происходит снижение интенсивности. Управляя напряжением на ячейке меняют угол «сворачивания» плоскости поляризации света. Таким способом управляют интенсивностью свечения отдельной ячейки. Три ячейки смешиванием образуют цвет пикселя, а весь монитор - полное изображение. Таким образом, на выходе любого цветного ЖК-монитора мы получаем поляризованный свет.Эллипсометрия.Эллипсометрия - совокупность методов изучения поверхностей жидких итвёрдых 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 эллиптическиполяризованного света устанавливается на основании формул Френеля.

На принципах эллипсометрии построены методы чувствительных бесконтактных 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 микроскопические неоднородности наповерхности изучаемого объекта..

Характеристики

Список файлов лекций