14.Измерение показателя преломления подложки с помощью

периодических структур [5]

Периодические структуры позволяют выполнить измерение показателя преломления подложки, на которой находится пленка AgCl-Ag. Возможность таких измерений связана с тем, что минимальное значение , что видно из ф.(11.11). Развитие периодической структуры при возбуждении моды с таким значениембудет происходить в том случае, если толщина пленкибудет меньше определенной величины, которая дает толщину отсечкимоды и находится из дисперсионного уравнения (10). Приииз (11.12) получаем :

(14.1)

Например, вычислим для случая облучения пленки, находящейся на стекле (), пучком отHe-Ne лазера с . При этих данных получаем. Приготовив пленку снемного меньшеи облучив ее при нормальном падении пучком указанного лазера, получим периодическую структуру с периодом :

(14.2)

Выполнив измерение и зная, из этой формулы находим.

Получить можно и без измерений периода. Для этого нужно облучать пленку-поляризованным пучком, подбирая такой угол падения пучка, чтобы выполнилось условие автоколлимации (13.3). При этом преимущество в своем развитии имеет периодическая структура с периодом(ф.(12.4)). Приравнивая (12.4) и (13.3), получаем :

(14.3)

где - измеренный угол падения при выполнении условия автоколлимации. Оценки показывают, что ошибка при измерениях не превышает. Таким образом, этот метод дает возможность измерять показатель преломления с точностью до двух знаков после запятой, а именно такая точность необходима для решения многих оптических задач.

Самым важным преимуществом метода измерений показателей преломления диэлектрических подложек с помощью периодических структур является то, что измерения можно выполнять на очень маленькой площадке, совпадающей с сечением лазерного пучка. Обычно лазерные пучки имеют диаметр около 1 мм. Если же применить для индуцирования периодической структуры сфокусированный пучок, то диаметр уменьшится до величины . Ни один из известных методов измерений показателей преломления не дает возможности проводить измерения на столь малых участках исследуемого образца.

Заключение

Мы познакомились с фотоиндуцированными нелинейными оптическими эффектами, которые развиваются в фоточувствительных пленках AgCl-Ag.

1.Действие интенсивного белого света приводит к образованию коллоида серебра в поликристаллической пленке хлористого серебра. При этом возникает резонансная полоса поглощения, приводящая к окрашиванию пленки. При больших экспозициях частички коагулируют, укрупняются и коллоидная полоса поглощения ослабляется (эффект Гершеля).

2.Линейно поляризованный белый свет создает в пленке дихроизм (эффект Вейгерта). Дихроизм связан с образованием цепочек из мелких гранул серебра. Цепочки имеют преимущественную ориентацию относительно направления поляризации облучающего пленку пучка.

3.Монохроматический линейно поляризованный свет создает дихроизм и приводит к эффекту фотоадаптации. Фотоадаптация связана с частотным выжиганием дыры в поляризованной полосе поглощения из-за разрушения действующим светом цепочек определенного размера.

4.Монохроматический линейно поляризованный свет при больших экспозициях создает в пленке периодические структуры, связанные с возбуждением волноводных мод. Эти структуры подобны дифракционным решеткам, штрихи которых образуются частичками серебра. Можно получать решетки с частотой штрихов более, чем 2500 штр./мм. Эти структуры дают уникальную возможность для измерений показателей преломления диэлектрических подложек на очень малых площадках диаметром ~ 10 мкм.

Все указанные эффекты связаны с коллоидными частичками серебра, которые поглощают свет резонансным образом. Эти частички перераспределяются в матрице хлористого серебра под действием света. Изменение частоты, поляризации света, угла падения действующего пучка приводят к изменениям в строении коллоида. При этом изменяются оптические характеристики композитной среды AgCl-Ag без изменения ее фазового состава. В этом проявляются ее нелинейные оптические свойства (оптические свойства зависят от интенсивности действующего света ; точнее – от экспозиции )