Экспериментальное определение оптических характеристик твердых тел, страница 3

Если образец рассматривать в полярископе в направлении приложенной нагрузки, то двупреломление будет равно нулю. Максимальное двойное лучепреломление наблюдается в направлении, перпендикулярном приложенной нагрузке. При освещении белым светом на интерференционной картине, в результате взаимодействия поляризованных лучей, линии одинакового цвета (изохромы) соответствуют одинаковой разности хода, а следовательно - и одинаковой величине напряжений.


Рис.3.12.3.Напряжения и показатель преломления в упруго деформированной пластинке

3.12.3. Регистрация оптических спектров пропускания и отражения

Информация, получаемая из спектрометрических исследований твердых тел, дает богатые, а часто и уникальные возможности исследования тонких деталей параметров материалов, как:

·  зонная структура их электронного строения;

·  дефектность кристаллической решетки;

·  энергетический спектр фононов в достаточно широком диапазоне энергий воздействующих квантов.

По принципу действия современные спектральные приборы с фотоэлектрической регистрацией  делятся на два класса: с п е к т р о -м е т р ы, позволяющие производить энергетические измерения спектра, как правило, самосветящихся объектов, и   с п е к т р о ф о т о м е- т р ы, предназначенные для исследования зависимости энергии испускания, поглощения, отражения, рассеяния или иного преобразования света, излучаемого веществом или падающего на него извне - от длины волны. По областям изучаемого спектра спектрофотометры делятся на приборы для ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частей  оптического диапазона.

В последнее время предприняты успешные попытки изготовления универсальных широкополосных приборов, включающих набор источников излучения для разных спектральных диапазонов, набор оптики, прозрачной в соответствующих диапазонах длин волн, и систему регистрации с электронными блоками, как для управления процессом измерения, так и для обработки поступающей информации. Например, Фурье-спектрометр ИФС-113В фирмы "Bruker" позволяет вести исследование спектров пропускания в интервале длин  волн от 0,4 до 500 мкм.

В зависимости от числа каналов и фотометрической системы спектрометры делятся на однолучевые и двухлучевые. В однолучевых спектрометрах образец и эталон вводятся в световой пучок поочередно, отсчет величины пропущенного или отраженного потока также разделен по времени. В двухлучевых спектрофотометрах производится сравнение световых потоков, прошедших раздельно через два канала, в одном из которых размещается образец, в другом - эталон, часто - это чистая подложка и подложка с напыленным на ней исследуемым слоем. На выходе самописцем автоматически регистрируется спектральная кривая  оптической плотности, либо кривая пропускания.

Твердотельные образцы из слабо поглощающих веществ представляют собой квадратные пластины или диски с размером стороны или диаметром около 30 мм, размеры регламентируются диаметрами световых пучков. В некоторых случаях размеры пучков ограничиваются диафрагмами, при этом локальность измерения улучшается, но сильно падает светосила системы. Одновременная регистрация спектров пропускания и отражения в одной точке исследуемого объекта осуществлена лишь на уникальных лабораторных установках, серийного оборудования для такого сорта измерений не производится, хотя для изучения тонкопленочных объектов именно такие измерения дают наиболее достоверную и полную информацию.

В практике отечественных исследований наибольшее распространение находят спектрофотометры СФ-39 и СФ-48, предназначенные для измерения коэффициентов пропускания и оптической плотности твердых и жидких прозрачных веществ в спектральном диапазоне 190...750 нм, а также приборы "SPECORD" производства “Карл Цейсс”  (есть модификации для различных спектральных диапазонов).