Решение принципиальных задач в теории оптической активности кристаллов

• Автор: Набатов, Борис Викторович
• Шифр специальности: 01.04.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ГРАНИЧНЫХ ЗАДАЧ V * ОПТИКИ ГИРОТРОПНЫХ СРЕД
1.1. Уравнения Максвелла и уравнения связи
1.2. Тензор диэлектрической проницаемости и тензоры гирации в гиротропных кристаллах различных классов симметрии
1.3. Постановка задачи: распространение света через систему изотропная внешняя среда - анизотропный оптически активный кристалл — подложка
1.4. Методы решения граничных задач кристаллооптики
1.4.1. Ковариантный метод Ф.И. Федорова
1.4.2. Метод Д. Берремана
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ УРАВНЕНИЙ СВЯЗИ И СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ТЕНЗОРАМИ ГИРАЦИИ В НЕКОТОРЫХ ОБЩЕПРИНЯТЫХ ТЕОРИЯХ ОПТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
2.1. Физический смысл характеристического уравнения, собственных векторов и собственных значений матрицы Д, получаемой в методе Берремана
2.2. Сравнение показателей преломления и параметров поляризации собственных волн в кристаллах аксиальных классов (32, 422, 622) при
IvÖ использовании разных уравнений связи
2.2.1. Показатели преломления собственных волн
2.2.2. Поляризация собственных волн
2.3. Показатели преломления и соотношения между компонентами тензоров гирации в кристаллах различных классов симметрии при использовании разных уравнений связи
2.3.1. Изотропные кристаллы кубических классов 23,
2.3.2. Одноосные кристаллы планальных классов Зт, 4тт, бтт
2.3.3. Одноосные кристаллы примитивных классов 3, 4,
2.3.4. Одноосные кристаллы инверсионных классов 4, 4 2т
2.3.5. Двуосные кристаллы ромбического класса
2.3.6. Двуосные кристаллы ромбического класса тт
2.3.7. Двуосные кристаллы моноклинного класса т
2.3.8. Двуосные кристаллы моноклинного класса
2.4. Принципиальное различие в описании оптической активности при использовании разных уравнений связи
ГЛАВА 3. РЕШЕНИЕ КОВАРИАНТНЫМ МЕТОДОМ ГРАНИЧНЫХ (Й? ЗАДАЧ О РАСПРОСТРАНЕНИИ СВЕТА ПРИ НАКЛОННОМ
ПАДЕНИИ В ПЛАСТИНКЕ, ВЫРЕЗАННОЙ ИЗ АНИЗОТРОПНОГО
КРИСТАЛЛА
3.1. Аналитико - численное решение задачи о распространении света в
двуосных кристаллах
3.1.1. Общие сведения о двуосных кристаллах
3:1.2. Уравнение нормалей для двуосных кристаллов
3.1.3. Векторы напряженности магнитного и электрического полей волн, распространяющихся в кристалле
3.1.4. Система уравнений для решения граничной задачи
3.2. Особенности характеристик отраженного и прошедшего света для двуосных кристаллов
3.3. Аналитико - численное решение граничной задачи для одноосных гиротропных кристаллов
3.3.1. Общие сведения об одноосных гиротропных кристаллах
3.3.2. Векторы напряженности магнитного и электрического полей волн, распространяющихся в кристалле
3.3.3. Система уравнений для определения амплитуд отраженных и прошедших волн
3.3.4. Аналитическое решение задачи об отражении света от одноосной гиротропной пластинки
3.4. Аналитическое решение граничной задачи для одноосных кристаллов планальных классов Зт, 4тт, бтт
3.5. Анализ характеристик отраженного и прошедшего света в оптически активных кристаллах
3.5.1. Влияние учета многократных отражений на характеристики отраженного и прошедшего света
3.5.2. Влияние параметров оптической активности на характеристики отраженного и прошедшего света
ГЛАВА 4. КОНОСКОПИЧЕСКИЕ КАРТИНЫ ОДНООСНЫХ И ДВУОСНЫХ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ КРИСТАЛЛОВ
4.1. Интенсивность, эллиптичность и азимут света, прошедшего через оптически активную поглощающую пластинку
4.2. Анализ выражений характеристик прошедшего света
4.3. Одноосные оптически активные кристаллы
4.3.1. Пластинка вырезана из кристалла перпендикулярно оптической оси
4.3.2. Пластинка вырезана из кристалла наклонно к оптической оси
4.3.3. Пластинка вырезана из кристалла параллельно оптической оси
4.3.4. Определение величины и знака вращения плоскости поляризации
4.4. Двуосные оптически активные кристаллы
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Оптическая активность, или гиротропия, занимает особое место среди физических свойств веществ и как теоретическое, так и экспериментальное изучение особенностей распространения света в гиротропных кристаллах привлекает многих исследователей уже довольно продолжительное время.
Однако оптически активные кристаллы находят пока ограниченное практическое применение несмотря на то, что такие кристаллы обладают целым рядом привлекательных свойств. Это ограничение связано главным образом с трудностями выделения вклада гиротропии в характеристики прошедшего и отраженного света, особенно при косом срезе пластинки и наклонном падении световой волны. Поэтому умение правильно учитывать этот вклад может быть весьма полезным для самых разных целей.
При экспериментальных исследованиях оптических свойств, а также при любом применении поляризационной оптики, при использовании монокристальных элементов, при оптической оценке качества чаще всего используют результаты измерений интенсивности, азимута или эллиптичности прошедшего или отраженного света. Чтобы воспользоваться результатами этих измерений, необходимо знание аналитических выражений, описывающих изменение названных величин в зависимости от оптических параметров кристалла и параметров поляризации падающего света. Эти выражения являются результатом решения прямой задачи кристаллооптики. До настоящего времени в экспериментальных и теоретических работах чаще всего пользуются одной из трех теорий оптической активности. Эти теории отличаются друг от друга тем, что в них явление оптической активности описывается разными уравнениями связи, и при этом по-разному записываются тензоры гирации. До сих пор не существовало критериев применимости тех или иных уравнений связи. Также для всех классов
анализатором (/?А). Для этого случая интенсивность света J можно записать разными способами, в частности так [43]:
J = Г(1 +cos 2у, cos (2/9а-2х/))/2. (1-44)
Таким образом использование метода Берремана и пакета "Mathematica-4.1" открывает возможность решать любые задачи распространения света через кристаллические пластинки, обладающие произвольным набором оптических свойств: двупреломлением,
поглощением, оптической активностью. Нет ограничений на наличие магнитных свойств. Появилась возможность сравнительно просто и наглядно получать не только численные результаты, но и аналитические выражения, описывающие необходимые оптические характеристики исследуемой системы. Подчеркнем еще раз, что метод Берремана до сих пор не получил широкого применения в кристаллооптике.