Фототермические методы диагностики конденсированных сред

• Автор: Лукьянов, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 126 с. : ил

Оглавление
Введение
Глава 1. Фототермические методы диагностики для высокочувствительных анализов в высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) и капиллярном электрофорезе.

1.1 Сравнение предельной чувствительности оптических методов детектирования.

1.2 Сравнение чувствительности термолинзового и фазового методов фототермической спектроскопии.
1.3 Экспериментальные исследования параметров макета фототермического детектора ВЭЖХ.
Глава 2. Фазовый (интерференционный) фототермической метод для раздельного измерения поверхностного и объёмного поглощения.
2.1 Исследование поглощения в полированных пластинах поли-кристаллического селенида цинка 2п8е на длине волны 10.6 мкм.
2.2 Исследование поглощения в полированных пластинах поли-кристаллического сульфида цинка гпБ на длине волны 10.6 мкм.

2.3 Исследование поглощения в интерференционных покрытиях на длине волны 10.6 мкм.

Глава 3. Интерференционная фототермическая техника для исследований возбужденных состояний лазерных кристаллов Ий'.УАИ.
3.1. Теоретическое описание «тепловых» изменений показателя преломления лазерного кристалла ИФУАС.

3.2. Теоретическое описание изменений показателя преломления лазерного кристалла ИсйУАС при возбуждении ионов Ис13+.
3.3. Интерференционные исследования измененний показателя преломления ИсйУАИ-кристалла под действием диодной накачки.
3.4. Интерференционные исследования при ламповой накачке N<1 АС-кристалла.
Глава 4. О возможности увеличения пространственного разрешения фототермической микроскопии.
Заключение
Список цитируемой литературы
Список литературы, в которой опубликованы основные результаты, полученные автором по теме диссертции

Введение.
История фототермических явлений началась в конце XIX века с открытия в 1880 году А. Беллом фотоакустического эффекта. Однако автор посчитал своё открытие забавной, но бесполезной игрушкой и, вскоре после открытия, оно было успешно забыто. Второе официальное рождение произошло в 1973 году благодаря Аллану Розенцвейгу [1].
За истёкшее время фотоакустические и примкнувшие к ним фо-тотермические эффекты превратились в мощные средства для высокочувствительной диагностики оптических и теплофизических свойств самых разных объектов и сред: жидкостей, газов и твёрдых тел; полупроводников, сверхпроводников, диэлектриков и тканей живых организмов. С их помощью исследуются свойства поверхностей, плёнок и объёмных объектов; проводятся микроскопические и интро-скопические исследования; ... [2-4].
Основная идея фототермических методов состоит в возбуждении в исследуемом объекте тепловых волн, сопровождающих безыз-лучательную релаксацию возбуждённых состояний, возникающих в результате поглощения импульсного или периодического излучения накачки, и их последующей регистрацией. Информация о параметрах образца может быть получена из измерений амплитуды и фазы колебаний температуры как самого образца, так и окружающей его среды.
Предложено множество различных схем регистрации локальных возмущений температуры.
Первоначально это были фотоакустические методы, в которых регистрируются акустические колебания, возникающие в результате расширения объекта при изменении его температуры [5, 6]. Затем полностью бесконтактные оптические методы, которые построены на регистрации вариаций интенсивности радиоизлучения периодически

Перейдем к рассмотрению поперечного варианта (рисунок 1.5).В этом случае распределение переменной температуры на частоте
О. будет иметь следующий вид:
та(х,ул!) = 777)е ,
€ К 2л д +1&/Х
где х, у, ъ - декартовы координаты.
Считая длину ячейки много большей размеров области , в которой существует интересующее нас возмущение температуры, можно записать выражение для переменной фазы зондирующего света в таком виде:
2л дп
-, (1.2.21)
2 . дт
probe
dzT(x,y, z,t),
(1.2.22)
Повторяя описанную выше процедуру вычислений для поперечной конфигурации, получаем выражения для амплитуд интерференционного и термолинзового сигналов, нормированных на интенсивность зондирующего света:
IntSignalL
л2 х ®02 дп al
Р Abs 2 ПЛ „ дТ К , р
probe

Erfc

Q г ' + су„
61 ритр О

,(1.2.23)
TISignal =2 л ——Р
2 . ST К pumr
probe
Ґ kd/L
■Abs jdtexi

x2+iQj%

>exp( - ■

- + Cû.

Z0 J

. (1.2.24)
Для сравнения чувствительности фазового (интерференционного) и термолинзового методов необходимо рассмотреть отношение