|
Исследование фазовых характеристик фототропных материалов с помощью дисперсионных соотношений Санкт-Петербургский государственный университет Научный руководитель: Жувикин Георгий Викторович, к.ф.-м.н Актуальность темы данной работы обусловлена тем, что фототропные материалы представляют большой интерес для различных областей науки и техники, таких как голография, оптические системы хранения, обработки и передачи информации. Оптическими характеристиками этих материалов (коэффициентами преломления и поглощения) можно управлять путем оптического облучения. В работе изучается возможность использования соотношений Крамерса - Кронига для определения фазовой характеристики фототропных материалов (коэффициента преломления) по известной зависимости амплитудной характеристики (коэффициента поглощения) от длины волны. Предлагаемый подход использует разложение коэффициента поглощения k(l) по базисным функциям, наиболее соответствующим, с физической точки зрения, решаемой задаче. В качестве базисных были выбраны функции Лоренца. Такой выбор обусловлен тем, что для большинства веществ контур линии поглощения имеет лоренцевский профиль. В то же время, практическое использование лоренцевского базиса связано с определенными трудностями, так как лоренцевские функции в нашем случае образуют переполненный базис и, следовательно, задача разложения является неоднозначной. В данной работе был использован эвристический метод разложения по колоколообразным функциям переполненного базиса, предложенный Г.В.Жувикиным и Д.А.Рысем [1]. В этом методе переполненность базиса используется для поиска разложения, наиболее близкого к оптимальному.Вопрос о справедливости соотношений Крамерса - Кронига в применении к фототропным материалам требует особого рассмотрения. Обычно нарушение этих соотношений связано с возможными отклонениями от аналитичности комплексного коэффициента преломления как функции частоты. Одной из причин такого нарушения в фототропных материалах может быть образование физических структур с большой пространственной дисперсией. Например, - образование крупных кристаллических кластеров, сильно рассеивающих излучение. В 1993 году были проведены эксперименты на образцах стекла толщиной 0,07 см. Оптическим сенсибилизатором служил церий. В качестве источника облучения использовалась ртутная лампа низкого давления с интенсивной полосой излучения в области 313 нм [2]. Полученные спектры поглощения УФ излучения были связаны с наличием ионов Ce4+ и Ce3+.На приведенных рисунках 1,2 представлены спектр наведенного поглощения, приведенный в [2], результаты его разложения и определения спектра наведенного коэффициента преломления для мультихромных стекол.
рис. 1 На рис.1 показан спектр коэффициента поглощения (В) мультихромного стекла, его аппроксимация (А) в лоренцевском базисе и разложение на лоренцевские компоненты (С, D). Цена деления вертикальной оси 29 cм-1.
рис. 2 На рис.2. слева: спектр добавочного коэффициента преломления (A) (цена деления вертикальной шкалы 2,3 10-4), полученный в данной работе, (В) – спектр наведенного поглощения (цена деления 29 cм-1); справа: разложение коэффициента преломления по лоренцевскому базису (C, D). Приведенные расчеты показывают, что использование дисперсионных соотношений позволяет определять достаточно малые значения коэффициента преломления различных веществ по известным спектрам поглощения.Список публикаций: [1] Д.А.Рысь, Гистограммный анализ сложных оптических текстур. Бакалаврская работа, СПбГУ. Научн. рук. Г.В.Жувикин. 1999. [2] Е.И.Панышева и др., Исследование процесса окрашивания мультихромных стекол, ФХС, 19, 3, 1993. |
| (c) АСФ России, 2001 |