Рассеяние света диэлектриками

Сравнивая оптические свойства диэлектриков и металлов, следует отметить, что свободные электроны в металлах приводят к практически полному отражению электромагнитных волн от поверхности металлов, чем и объясняется их характерный блеск. Напротив, электромагнитные волны оптической частоты легко проникают в диэлектрики, причем большинство диэлектриков оптически прозрачны (окраска и непрозрачность некоторых из них объясняются наличием поглощающих свет ионов и примесей или рассеянием света на неоднородностях структуры). [c.11]

Методы, основанные на комбинационном рассеянии света, эллипсометрии и тепловом расширении дифракционной решетки (естественной или искусственной), также значительно уступают интерференционной термометрии по чувствительности и помехозащищенности. По чувствительности ЛИТ полупроводников и диэлектриков на 2-ь4 порядка превосходит другие методы, основанные на регистрации отраженного, проходящего или рассеянного света. Выбор толщины пластинки и длины волны зондирующего света позволяет в пределах нескольких порядков изменять температурную чувствительность. Это свойство обусловлено двухступенчатым преобразованием изменений температуры в изменения интенсивности отраженного света. Такая схема позволяет управлять усилением преобразования, в отличие от многих методов, где преобразование является одноступенчатым, т. е. отражает только определенное свойство материала и не допускает усиления или ослабления коэффициента преобразования путем выбора условий считывания. [c.175]

Несколько иная модель трехволнового взаимодействия, описывающая комбинационное рассеяние света в диэлектрике, исследована в [584]. Уравнения для комплексных амплитуд волн при соотношении частот 2o)i = Шг + шз, где d)i — частота волны накачки, Шг и Юз — частоты волн антистоксовой и стоксовой [c.311]

Настоящая книга имеет своей целью развитие и иллюстрацию основных принципов и практики применения методов теории групп к анализу оптических процессов инфракрасного поглощения и комбинационного рассеяния света кристаллической решеткой диэлектриков. Методы теории групп являются мощным математическим аппаратом, позволяющим объяснить и предсказать особенности оптических процессов. Наша цель состоит также в том, чтобы сделать эти методы как-можно более доступными и ясными, а следовательно, как можно более широко используемыми. [c.15]

Этот результат имеет общий характер. Член гамильтониана для кристалла, находящегося в поле излучения, пропорциональный Л , обычно имеет отличные от нуля матричные элементы только для переходов между состояниями одной зоны. Поэтому этот член обычно существен лишь для металлов и сильно легированных диэлектриков, в которых имеют место явления плазменного характера, и, следовательно, имеется неупругое комбинационное рассеяние света на коллективных колебаниях типа плазменных. [c.36]

Во всяком случае, при анализе матричных элементов и выводе правил отбора для инфракрасного поглощения и комбинационного рассеяния света в диэлектриках мы будем считать, что член, пропорциональный Л , пренебрежимо мал. [c.37]

В излагаемом подходе совокупность электронных состояний описывается блоховскими волновыми функциями кристалла. Поэтому индекс О соответствует случаю обычного диэлектрика, у которого все состояния нижних зон заполнены. Для определенности мы рассмотрим диэлектрик с простыми параболическими зонами, экстремумы валентной зоны и зоны проводимости которого расположены в центре зоны Бриллюэна при к — 0. Такое описание комбинационного рассеяния света основано на использовании блоховских электронных волновых функций. Волновую функцию промежуточного состояния обозначим [c.83]

Для нахождения сечения комбинационного рассеяния света, соответствующего этому гамильтониану, следует действовать так же, как при блоховском описании. Отметим, что волновые функции, соответствующие веществу, теперь другие. Точнее, отличаются электронные части волновых функций. Все электронные состояния (начальное, конечное и промежуточное) являются экситонными состояниями диэлектрика. Ниже мы используем это утверждение в более конкретной форме. Гамильтониан (6.125) можно преобразовать аналогично тому, как это сделано в предыдущем пункте параграфа, разбивая гамильтониан на невозмущенную часть Жй и возмущение Ж и выполняя затем каноническое преобразование [c.92]

Рассмотрим случай резкой неоднородности — частицу диэлектрика с показателем преломления п в воздухе. Такие частицы, например сажа, соли, в избытке имеются в воздушном бассейне городов, создавая промышленные дымы. Мельчайшие капельки воды, образующиеся при переохлаждении насыщенного парами воздуха, создают туманы. Интенсивность света, рассеянного такими аэрозольными системами, как правило, представляет собой сумму интенсивностей рассеяния составляющими их одиночными частицами. Лишь при большой протяженности аэрозоля необходимо учитывать многократное рассеяние, т. е. возможность того, что свет, рассеянный одной частицей, до выхода за пределы системы будет вновь рассеян другими частицами. [c.114]

Кроме того, в активных диэлектриках, как и в обычных, наблюдаются отражение и преломление света, вызванные оптической плотностью среды. Как в анизотропных, так и в изотропных средах происходят рассеяние и поглощение (абсорбция) света, а при изменении частоты световой волны наблюдается дисперсия — изменение коэффициентов преломления, отражения и поглощения света. [c.27]

При низких напряженностях поля или низких плотностях фотонных потоков, характерных для обычных некогерентных источников света, диэлектрическая проницаемость, или показатель преломления большинства диэлектриков, почти постоянна и не зависит от напряженности поля. При очень высоких л е напряженностях поля или плотностях фотонных потоков, которые можно получить при помощи лазеров большой мощности, картина меняется и в поляризуемости среды приходится учитывать члены более высоких порядков. Возникающие при этом нелинейные эффекты вызвали живой интерес и большую активность ученых — теоретиков и экспериментаторов, и число публикаций по Данному вопросу возрастает колоссальными темпами [116— 120]. Исследования таких эффектов быстро прошли путь от первого слабого обнаружения второй гармоники рубинового лазера в 1961 г. до весьма эффективного (10—30%) преобразования в частоты второй гармоники, обнаружения третьих гармоник и постоянной составляющей (оптическое выпрямление), вынужденного комбинационного рассеяния и создания лазеров на основе целого ряда многочастотных параметрических эффектов [121]. [c.130]

Кристаллы, которые можно отнести к классу диэлектриков, при комнатной температуре обычно прозрачны. Пластинка такого монокристалла толщиной порядка 1 см кажется прозрачной на глаз, однако лишь в редких случаях ее прозрачность близка к прозрачности стекла. Прозрачность кристаллов обусловливается отсутствием в них сильных электронных или колебательных переходов в видимой области спектра электромагнитных волн от 7400 до 3600 А, что соответствует интервалу энергий от 1,7 до 3,5 эВ. Рассмотрим коротко происхождение окраски, которая присуща некоторым типичным представителям тверды.ч тел. Заметим попутно, что если поглощение света твердым телом невелико, то окраска, которую имеет порошок, состоящий из мелких кристаллов, целиком обусловлена рассеянным в нем светом. [c.629]

Книга построена следующим образом. В 1—65 описываются структура, неприводимые представления и коэффициенты Клебша — Гордана для кристаллических пространственных-групп. В 66—ПО теория кристаллической симметрии с учетом сопредставлений применяется к классической динамике решетки. В 111—118 и в т. 2, 1—6 приводится квантовая теория колебаний кристаллической решетку и теория инфракрасного поглощения и комбинационного рассеяния света. Здесь же в общем виде показана полезность применения теоретико-группового анализа к задачам такого типа. Наконец, в т. 2, 7—36 дается детальное применение общей теории к оптическим спектрам инфракрасного поглощения и комбинационного рассеяния света для диэлектриков со структурой алмаза и каменной соли (пространственные группы 0 и 0 ). Даны примеры идеальных и неидеальных кристаллов обоих типов. [c.10]

Несколько сложнее получить резонансное поведение при поля-ритонном описании, так как при этом следует делать предположения о частотной зависимости множителей, включающих групповую скорость поляритонов (она определяется законом дисперсии), а также о частотной зависимости коэффициентов преобразования от экситонных и фотонных переменных к поляри-тонным. Из (6.143) непосредственно следует качественный вывод о том, что интенсивность рассеяния как функция частоты нигде не обращается в бесконечность [54]. В настоящее время данные большинства экспериментов по резонансному комбинационному рассеянию света в диэлектриках, по-видимому, согласуются с результатом (6.146), полученным на основе экситонного описания рассеяния [59, 60]. [c.97]

В ряде специальных опытов Гул нано [629] убедительно показано, что причина разрушения прозрачного диэлектрика в генерации интенсивной гиперзвуковой волны, вызывающей вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна, а не во взрывной волне, возникающей в плазме. Разрушение не может быть объяснено световым давлением или оптическими фононами, возникающими в результате вынужденного комбинационного рассеяния света [628]. Хотя опыты Гулиано представляются нам довольно убедительными, следует указать, что на механизм разрушения существует и другая точка зрения. [c.434]

РЭЛЁЯ ЗАКОН рассеяния света, гласит, что интенсивность / рассеиваемого средой света обратно пропорц. 4-й степени длины волны % падающего света (/ - Я, ) в случае, когда среда состоит из частиц-диэлектриков, размеры к-рых много меньше Я. Установлен Дж. У. Рэлеем в 1871. См. Рассеяние света. [c.651]

В результате такого влияния оптич. и электрич. свойства металлов взаимосвязаны чем больше статич, проводимость металла, тем сильнее он отражает свет. Отклонения возникают при низких темп-рах и на высоких частотах (видимая область спектра), когда важную роль играют квантовые эффекты, связанные с электронным рассеянием, мешзоыными переходами и др. В УФ- и более КВ-диапаэонах с излучением взаимодействуют электроны внугр. оболочек атомов, и, напр., в рентг. области спектра металлы уже не отличаются от диэлектриков по оптич. свойствам. [c.110]

Электрострищыя является преобладающим механизмом Ф. я. в прозрачных диэлектриках при достаточно высоких частотах. С злектрострикционными Ф. я. связан такой важный для нелинейной оптики эффект, как вынужденное Мандельштама — Бриллюэна рассеяние, к-рое возникает при достаточно высокой интенсивности света и сопровождается генерацией интенсивной гиперзвуковой волны. [c.342]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...