Способ определения сдвигов фаз световой волны при отражении

Способ определения сдвигов фаз световой волны при отражении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области оптических измерений и может найти применение в качестве чувствительного бесконтактного метода исследования поверхностного слоя различных объектов. Цель изобретения - определение абсолютных сдвигов фаз световой волны при отражении. При осуществлении способа определения сдвигов фаз световой волны при отражении исследуемому веществу придают форму трапецеидальной призмы. Свет направляют на границу раздела из среды с больщим показателем преломления. Определяют эталонный сдвиг 6о с помощью эталонной среды, который используют при расчете абсолютных сдвигов фаз по данным эллипсометрических измерений. 1 ил. 1 табл. (О сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1406455 (51) 4 О1 1 9 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

/ . р,„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц, Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сц

/ (21) 4137362/31-25 (22) 21.10.86 (46) 30.06.88. Бюл. № 24 (71) ЛГУ им. А. А. Жданова (72) Г. В. Сайдов, М. Е. Юдович и В. А. Зубков (53) 535.8(088.8) (56) Пришивалко А. П. Оптика и спектроскопия, 1961, т. 11, с. 248.

Бахшиев Н. Г. Оптика и спектроскопия, 1957, т. 2, с. 818. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИГОВ

ФАЗ CBETOBOA ВОЛНЫ ПРИ ОТРАЖЕНИИ (57) Изобретение относится к области оптических измерений и может найти применение в качестве чувствительного бесконтактного метода исследования поверхностного слоя различных объектов. Цель изобретения — определение абсолютных сдвигов фаз световой волны при отражении.

При осуществлении способа определения сдвигов фаз световой волны при отражении исследуемому веществу придают форму трапецеидальной призмы. Свет направляют на границу раздела из среды с большим показателем преломления. Определяют эталонный сдвиг 60 с помощью эталонной среды, который используют при расчете абсопютных сдвигов фаз по данным эллипсометрических измерений. I ил. 1 табл.

1406455

2 торой имеет конфигурацию трапецеидальной призмы. Измерение интенсивностей проводится на длине волны, соответствующей D-линии натрия, что дает возможность сравнить полученные результаты с теоретическими. В качестве эталонной среды выбран диодметан.

Измеряют при интенсивности света при фиксированном положении поляризатора и трех положениях анализатора (параллельно, перпендикулярно и под углом 40 к плоскости падения). Затем вычисляют значения параметров ф и Л (соответственно 43,9 и 33,2 ).

Далее по формуле (1) вычисляют значение

6о, равное 125,4 . Эталонную среду заменяют исследуемой. Определяют новые значения Л и ф (20,0 и 33,2 соответственно). Вычисляют значение х, равное 8,7, и по формулам (2) и (3) при 6o = 125 4 рассчитывают величины 6l и 6ll (соответственно

138,0 и 158,0 ). Теоретические значения 6г и 6ll, вычисленные с использованием табличного показателя преломления, составляют 138,6 и 157,4, т.е. различие между теоретическими и экспериментальными значе«иями не превышает 0,5%. Для сравнения с известным способом измерений для исследуемой среды производят измерение разности сдвигов фаз Л нулевым методом на эллипсометре ЛЭФ вЂ” 2 с НеХе лазером. Измеренное значение составляет 20,4 . Подобным образом исследуют еще три жидкости. Полученные результаты сведены в таблицу.

tg 60—

ter?) = l l

cos Л

Формула изобретения

Способ определения сдвигов фаз световой волны при отражении, включающий пропускание пучка света через поляризатор и направление его на границу раздела двух сред, одной из которых является исследуемое вещество, пропускание отраженного света через анализатор и регистрацию интенсивностей света при трех различных ориентациях оси пропускания поляризатора или анализатора, по которым судят о сдвигах фаз, отличающийся тем, что, с целью определения абсолютных сдвигов фаз, свет направляют на исследуемое вещество, выполненное в виде трапецеидальной призмы, так, что он внутри призмы испытывает полное внутреннее отражение от границы, определяют для эталонной среды сдвиг фаз бо при помощи соотношений

coS6l =(2) cos6ll— (3) где х «гаходят из выражения 45

sin (2х) = Мп (2а) sin (Л), где к, ф, Л вЂ” параметры, определяемые для исследуемой среды.

При выполнении образца в виде трапецеидальной призмы угол падения света на границу раздела, в свою очередь, стано- 50

tg 6о вится зависимым от показателя преломле- где 1

Изобретение относится к оптическим измерениям и может найти применение в качестве чувствительного бесконтактного метода исследования поверхностного слоя различных объектов.

Цель изобретения — определение абсолютных сдвигов фаз световой волны при отражении.

На чертеже представлена схема измерений.

Схема включает поляризатор 1, трапеце идальную призму 2, отражающую поверх. ность 3, анализатор 4, (на чертеже также показан путь проходящего через схему све: тового луча).

При осуществлении способа исследуе; мому веществу придают форму трапецеидал,*—

, ной призмы. Свет направляют на границу раздела из среды с большим показате лем преломления и дополнительно опреде. ляют эталонный сдвиг фаз 6;l с помощью, эталонной среды. При этом используют со отношение где для эталонной среды значение я определяют из уравнения где 6 — абсолютный сдвиг фазы параллельной компоненты поляризованного света;

6ll — абсолютный сдиг фазы параллельной компоненты поляризованного света.

Величины Л и ф определяют элипсометрическим способом. Эталонную среду выбирают так, чтобы 61 и 61 1 были известны.

Г1осле этого определяют значение аосолютных сдвигов фаз световой волны при от,ражении ния образца, так что влияние измерения показателя преломления «а 6о и влияггие измерения угла падения взаимно компенсируются.

Пример. Способ используют для определения абсолютных сдвигов фаз при отражении от границы гексан — воздух. Жидкость наливают в прозрачную кювету, полость ко5

1О

tg2

Ло = 6 о — 6. о, — угол поворота плоскости поляризации;

1406455 созба созб,—

Теоретические величины град, Жидкости

Л 6 о и Ь ь. (16,8

Вода

18,8

Гексан

24,6

134, 1

Бензол

158,/

28,7

131,2 159,9

29, 1 131, 1 160,2

Бромоформ

Составитель В. Рандошкин

Техред И. Верес Корректор И. Муска

Тираж 499 Подписное

Редактор И. Касарда

Заказ 3183/38

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий! 13035, Москва, УК вЂ” 35, Раушская наб.. д. 415

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, 1,л. Г!роектная, 4 а абсолютные сдвиги фаз световой волны при отражении определяют по формулам

140,4 157,0

138,6 157,4 где х находят из соотношения sin 2х

= sin 2а. sin Ь, где параметры n, g, Л для исследуемой среды соответствуют параметрам ссю, гро, Ло для эталонной среды.

Экспериментальные значения, град

Предлагаемый способ ЛЭФ-2

17,5 139,5 157,0 18,2

20,0 138,0 158 0 20,4

25,9 133,9 159,8 24,0