Жасанды анизотропия, электр өрісінің кристалдардағы жеке деформация тудыру. (Лекция 12)

Содержание

Слайд 2

Жарықтың анизотропты кристалда таралғанда байқалатын физикалық құбылыстарды жарықтың поляризациясын басқару үшін

Жарықтың анизотропты кристалда таралғанда байқалатын физикалық құбылыстарды жарықтың поляризациясын басқару үшін

пайдалануға болады. Практикада көбінесе сызықты поляризацияны дөңгелек поляризацияға және керісінше түрлендіру, және де сызықты поляризация бағытын немесе циркулярлық-поляризацияланған толқындағы айналыс бағытын өзгерту қажет болады.
Слайд 3

Осы мақсат үшін анизотропты кристалдардан жасалған – ширек толқындық және жарты

Осы мақсат үшін анизотропты кристалдардан жасалған – ширек толқындық және жарты

– толқындық деп аталатын арнайы пластинкалар қолданылады. Бірості оң кристалдан оптикалық өсіне параллель етіліп кесіліп алынған кристалдық пластинканың h қалыңдығына байланысты кристалл арқылы өткен жарықтың поляризация сипаты бір-бірінен өзгеше болады.
Слайд 4

Слайд 5

Осы кристалл ішінде жарық кәдімгі «0» және өзгеше «е» сәулелерге бөлінеді;

Осы кристалл ішінде жарық кәдімгі «0» және өзгеше «е» сәулелерге бөлінеді;

бұлар бір бағытта (оптикалық оске перпендикуляр), бірақ әртүрлі жылдамдықпен (υ0=c/n0 және υe=c/ne) таралады. Е векторы кәдімгі сәуледе оптикалық оске перпедикуляр, ал өзгеше сәуледе оптикалық ось бойында тербеліс жасайды.
Слайд 6

Жалпы жағдайда поляризатордан шыққан жазық поляризациаланған сәуленің электрлік векторы кристалдың оптикалық

Жалпы жағдайда поляризатордан шыққан жазық поляризациаланған сәуленің электрлік векторы кристалдың оптикалық

өсімен кез-келген ϕ бұрыш жасайтын болады (1б-сурет). Сонда электрлік вектордың кәдімгі және өзгеше сәулелердегі амплитудалық мәндері мыналарға тең болады: , .
Слайд 7

Қалыңдығы h пластинкадан өтіп, осы сәулелер оптикалық жол айырымын қабылдайды, ал

Қалыңдығы h пластинкадан өтіп, осы сәулелер оптикалық жол айырымын қабылдайды, ал

осы сәулелердің тербелістері арасындағы фазалар айырымы мынаған тең болады: (1)
Слайд 8

Сонымен кристалдық пластинкадан екі өзара ортогональ жазық поляризацияланған толқын шығады: біреуі

Сонымен кристалдық пластинкадан екі өзара ортогональ жазық поляризацияланған толқын шығады: біреуі

кристалдың бас қимасына перпендикуляр поляризацияланған, екіншісі – осы қима жазықтығында поляризацияланған болады. Пластинкадан шығарда амплитудалары әртүрлі және фазалар айырымы δ өзара перпендикуляр тербелістердің қосылуы нәтижесінде пайда болатын жарық толқындарындағы векторының ұшы уақытқа байланысты координаттар остеріне қатысты қалай болса солай бағдарланған эллипс сызатын болады.
Слайд 9

Пластинкадан өткен сәулелер үшін: (2) (3) Қорытқы тербелістің траекториясын алу үшін

Пластинкадан өткен сәулелер үшін: (2) (3) Қорытқы тербелістің траекториясын алу үшін

(2) және (3) теңдеулерінен уақытты шығарып тастау керек: (4)
Слайд 10

Осыдан (5) Осы өрнекті квадраттап және оны мына өрнекпен қосамыз, сонда мына өрнек шығады: () (6)

Осыдан (5) Осы өрнекті квадраттап және оны мына өрнекпен қосамыз, сонда мына

өрнек шығады: () (6)
Слайд 11

Бұл эллипс теңдеуі, оның өстерінің бағдарлануы кристалдық пластинкаға енетін тербелістердің бағыттарына

Бұл эллипс теңдеуі, оның өстерінің бағдарлануы кристалдық пластинкаға енетін тербелістердің бағыттарына

(яғни φ бұрышына), және осы пластинка енгізетін δ фазалар айырымына тәуелді болады. Сонымен, кристалдық пластинка арқылы өтуі нәтижесінде жазық поляризацияланған жарық эллипстік поляризацияланған жарыққа айналады.
Слайд 12

Эллипстің түрі мен бағдарлануы ортогональ және тербелістердің амплитудаларының қатынасына және де

Эллипстің түрі мен бағдарлануы ортогональ және тербелістердің амплитудаларының қатынасына және де

бұлардың фазаларының δ айырымына тәуелді болады.
Слайд 13

Егер тербеліс у өсі бойынша (0

Егер тербеліс у өсі бойынша (0<δ<π) озық болса, онда алдымен Еу,

содан кейін ғана Ех ең үлкен мәндеріне жетеді. Демек, векторының ұшы сағат тілі бағытында қозғалады – поляризация оң болады.
Слайд 14

Егерде у өсі бойынша тербеліс (0>δ>π) артта қалса, онда алдымен Ех,

Егерде у өсі бойынша тербеліс (0>δ>π) артта қалса, онда алдымен Ех,

содан кейін ғана Еу максимум мәндеріне жетеді - векторының өшы сағат тіліне қарсы қозғалады, демек, поляризация сол болады.
Слайд 15

Ширек толқындық пластинка (пластинка в четверть волны) - оптикалық өсіне параллель

Ширек толқындық пластинка (пластинка в четверть волны) - оптикалық өсіне параллель

етіліп кесілген кристалдық пластинка; қалыңдығы h осы пластинка үшін кәдімгі және өзгеше сәулелер арасындағы оптикалық жол айырымы толқын ұзындығының ширегіне тең болады:
Слайд 16

мұндағы «+ң таңбасы теріс кристалдарға, ал «-ң таңбасы оң кристалдарға сәйкес

мұндағы «+ң таңбасы теріс кристалдарға, ал «-ң таңбасы оң кристалдарға сәйкес

келеді. Берілген жағдайда фазалар айырымы немесе болады да теңдеуі мына түрге келеді (7)
Слайд 17

яғни жарты өстері пластинканың бас өстері бойында (х, у өстері бойында)

яғни жарты өстері пластинканың бас өстері бойында (х, у өстері бойында)

жататын эллипс теңдеуіне айналады. Егер (поляризатордан шыққан жазық поляризацияланған сәуленің электрлік векторы мен кристалдың оптикалық осі арасындағы бұрыш) 450-қа тең болса, онда болады да (7) теңдеуі мына түрге келеді (шеңбер теңдеуі):
Слайд 18

берілген жағдайда кристалдық пластинка арқылы өту нәтижесінде жазық поляризацияланған жарық циркулярлық

берілген жағдайда кристалдық пластинка арқылы өту нәтижесінде жазық поляризацияланған жарық циркулярлық

(доңгелектік) поляризацияланған жарыққа айналады. Ширек толқындық пластинка өте жұқа болады.
Слайд 19

Мысалы,исландия шпаты үшін n0-ne=0,172. Осы кристалдан жасалған ширек толқындық пластинканың сары

Мысалы,исландия шпаты үшін n0-ne=0,172. Осы кристалдан жасалған ширек толқындық пластинканың сары

түс үшін қалыңдығы мынаған тең: h=5,89⋅10-5/(4⋅0,172)=8,6⋅10-5см. Осындай пластинканы дайындау іс жүзінде аса қиын. Қалыңырақ пластинканы жасау ерекше қиындық туғызбайды.
Слайд 20

Жарты толқындық пластинка (пластинка в полдлины волны; пластинка ) - кәдімгі

Жарты толқындық пластинка (пластинка в полдлины волны; пластинка ) - кәдімгі

және өзгеше сәулелер арасындағы оптикалық жол айырымы немесе
Слайд 21

болатын, оптикалық өсіне параллель етіліп кесіліп дайындалған кристалдық пластинка; мұндағы «+ң

болатын, оптикалық өсіне параллель етіліп кесіліп дайындалған кристалдық пластинка; мұндағы «+ң

таңбасы теріс кристалдарға, «-ң таңбасы оң кристалдарға сәйкес келеді. Осы жағдайда фазалар айырымы немесе болады да