Лазерная сканирующая микроскопия периодических пространственных структур

• Автор: Захаров, Виктор Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Композиционные материалы в оптике и фотонике

1.2 Методы исследования микронеоднородностей в различных средах

1.3. Конфокальная микроскопия

1.4 Квантовый выход люминесценции

1.5. Заключение

Глава 2. Измерение локальных квантовых выходов люминесценции и фототрансформаций с помощью конфокального сканирующего микроскопа
2.1 Измерение локальных квантовых выходов люминесценции и фототрансформации в пространственно неоднородных системах

2.2 Точность измерения, разрешение, поправочные коэффициенты

2.3 Спектральная и фотометрическая калибровка измерительной схемы микроскопа
2.4 Люминесценция полупроводниковых нанокристаллов в полимерных плёнках
2.5 Измерение квантового выхода фототрансформации на примере фотоизомеризации тиоиндигоидного красителя в полимерной плёнке
2.6 Локальный квантовый выход фотоизомеризации
2.7 Визуализация периодических пространственных решеток,
фотоиндуцированных в двулучепреломляющем волокне
2.8 Выводы по главе

Глава 3. Визуализация объёмных голограмм в кристаллах флюорита
3.1. Кристаллы с центрами окраски как фотохромные светочувствительные материалы для голографии
3.2. Визуализация объёмных голограмм методом лазерной сканирующей микроскопии
3.2. Сопоставление профилей голограмм, полученных различными способами .
3.3. Исследование трансформации объемных голограмм
3.4. Измерение локальных коэффициентов поглощения
3.5. Пространственные микронеоднородности голограмм, записанных в кристаллах флюорита
3.6. Выводы по главе
Глава 4. Визуализация и исследование голограмм в полимерных
светочувствительных материалах
4.1. Построение и сравнение профилей люминесценции и пропускания голограмм в фотополимеризующемся полимерном композите
4.2 Построение карты распределения квантовых выходов люминесценции наночастиц серебра в композитных голограммах
4.3 Исследование тонких островковых пленок, образованных наночастицами серебра
4.4 Выводы по главе
Заключение
Благодарность
Список используемых сокращений
Список цитируемой литературы

Введение
Актуальность темы
Развитие науки за последние двадцать лет настолько прогрессировало, что уникальные свойства новых материалов, разработанные устройства и инновационные методы исследования представить в девяностые годы прошлого столетия было практически невозможно. Создаются приборы и методы, позволяющие многократно ускорять уже сам процесс исследования, что приводит к новым открытиям и высокой скорости изменения и старения одних технологий и приход других. С каждым годом возрастает потребность более детального изучения материалов и их свойств для создания устройств с предельно заданными параметрами. Одной из таких отраслей является голография, получившая широкое применение с начала изобретения лазеров и по настоящее время. На основе периодических пространственных структур создают защитные элементы, элементы хранения информации, используют их для контроля создания изделий сложной формы, в оптоэлектронике, телекоммуникации, микроскопии и множестве других областей. Важными параметрами голограмм являются высокая дифракционная эффективность и долговечность их использования, для каких-то приложений важна высокая угловая или спектральная селективность дифракционного элемента. Для понимания механизмов записи голограмм, необходимо уметь измерять локальные оптические характеристики, что является не всегда доступной задачей. Изучение процессов формирования и превращения периодических пространственных структур необходимо для улучшения эффективности их создания, поэтому создание методики измерения локальных оптических характеристик в материалах с микронеоднородностями может помочь в решении этой задачи.

Оптическая плотность эталона
Рисунок 2.3 Оптическая плотность нейтральных серых эталонных поглотителей на 543 нм, измеренная на Ь8М710 при использовании двух разных объективов (увеличение / числовая апертура: 10х / 0,2, квадраты и 50х / 0,95, круги), в сравнении с номинальной оптической плотностью эталона. Значения ОБ для малой диафрагмы хорошо аппроксимируются прямой (штриховая линяя); для большой диафрагмы измеренные значения СЮ лучше аппроксимируются экспонентой.
Для первых измерений оптических характеристик в нашей работе были выбраны объективы с небольшой числовой апертурой (0.1 - 0.4), с которыми можно было, помимо корректного измерения пропускания, «захватывать» толщину оптического слоя больше толщины исследуемых образцов, чтобы избежать неопределенностей, связанных с неоднородностями поглощения вдоль оптической оси. Толщина оптического слоя зависит не только от числовой апертуры объектива, но еще от диаметра конфокальной диафрагмы, длины волны люминесценции или отражения для 1Аи < PH < 4-5Аи или среднего значения длины волны для PH « 1АИ. Формула для вычисления толщины оптического слоя при сравнительно большой конфокальной диафрагме выглядит так [78]: