Способ измерения показателя преломления и коэффициента поглощения материалов в ИК-области спектра Советский патент 1984 года по МПК G01N21/41 G01W21/59 

S5 О

00

Изобретение относится к прикладной оптике, а именно к способам изм рения оптических констант материало в инфракрасной (ИК) области спектра Известен способ определения показателя преломления И различных материалов, основанный на законах преломления. Значения И , измеряемые с помощью этого способа, относятся к тем же точкам спектра (частотам СО или длинам волн Т( ), в которых проводят измерение ij Однако данньй способ мало пригоден или не пригоден в ИК-области, где во многих случаях велико собственное и (или) примесное поглощение. Наиболее близким по технической судности к изобретению является спо ,соб измерения показателя преломлени и коэффициента поглощения материало в ИК-области спектра, прозрачных в видимых и сильно поглощающих в ИК-областях спектра, включающий освещение монохроматическим световым пучком с частотой W в области прозрачности материала, регистрацию излучения, рассеянного под углами Q. 9 6 10°, при угле сбора А 950,5 измерение угловой зависимости спект ра рассеянного излучения и определение по результатам измерений иско мых параметров. Регистрацию рассеян ного излучения проводят в области частот 0) (комбинационное рассеяние на поляритонах) 2j . Однако известный способ пригоден только для измерения И (со) ий(о) в нецентросимметричных кристаллах. Цель изобретения - расширение класса анализируемых объектов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения показателя преломления и коэффициента поглощения материалов в ИК-области спектра, прозрачных в видимой и сильно поглощанндих в ИК-области спектра, включающему освещение монохроматическим световым пучком с частотой Q, в области прозрачности материала, регистрацию излучения, рассеянного под углами to при угле сбора д S i 0,5, измерение угловой зависимости спектра рассеянного излучения и определение по результатам измерений искомых параметров, измерение угловой зависимости спектра рассеянного излучения проводят в спектральной области 2 CkJ.j

ш1,

ot 3u

где UCJ истинная ширина линии поляритона.

Измеряем,1е величины в (2): ширина д(и линии поляритона и производная волнового вектора К поляритона по частоте (j.(i . Ширина линии поляритона j СО , как и положение частоты (J , измеряется тем точнее, чем меньше угол сбора и 0 рассеянного света в направлении, определяемом углом рассеяния 9 .

Определение зависимостей показателя преломления ц и коэффициента поглощения ct от длины волны Предлагаемый способ основан на соблюдении законов сохранения энергии и импульса в процессе гиперкомбинационного рассеяния света (ГКР) на поляритонах в центросимметричных кристаллах, стеклах и жидкостях, а также на правилах отбора, в соответствии с которыми ГКР на поляритонах активны в этих средах. Способ осуществляют следующим образом. Показатель преломления п на. частоте поляритона СО в ИК-области связан с измеренной по спектрам ГКР зависимостью СО (Q ) следующим соотношением ,- 5 Jsf i stJiWs f где ())( ,(«)-- частоты света лазерного пучка и рассеянного ср.ета соответственно ( Wg 2 СО - со)) ; i показатели преломления света лазерного пучка и рассеянного света соответственноJ 0 - угол рассеяния внутри образца. Известными величинами в (1) являются частота СО, света лазерного пучка, показатели преломления h,- и Hg на частотах (0 и CJg соответственно, лежащих в видимой области спектра. Измеряемые величины - частота CJg и угол рассеяния 0. Коэффициент поглощения d на частоте поляритона (J определяется соотношением 3 Х производится пересчетом измере ных значений СО , см на А : см Не мкм 10 В предлагаемом способе сведения о показателях преломления г ( to) и коэффициентах поглощения at (.W) в ИК-области спектра получают из измерений частотно-угловых спектро ГКР (зависимостей частоты CJ и ширины линии от углов рассеяния Q ) ) иАСОд(б) регистрир емых в видимой части спектра, т.е в удобной для измерения области, где исследуемое вещество прозрачно собственное и (или), примесное поглощение в ИК-области не препятствует измерению И ((«)) и Д ( GJ) (наоборот, с ростом Ы точность измерений повышается), процесс ГКР происходит в объеме образца, т.е. получаемые сведения об )) и«(/{и) относятся к объе образцаi 4 для получения дисперсионных за-висимостей «1 (ы) Hot(U)) в ИК-области спектра необходима лишь одна монохроматическая линия лазерного света частоты Со j . Предлагаемый способ измерения оптических параметров материалов показателя преломления и коэффициента поглощения - в инфракрасной об- ласти спектра обладает рядом преиму- . ществ по сравнению с известными способами. Предлагаемый способ измерения является универсальным по отношению к широкому классу объектов - кристаллам Jlюбoй симметрии, стеклам, жидкостям, дает возможность получать оптические параметры материалов в инфракрасной области спектра по измерениям в видимой области спектра, позволяет производить измерения оптических параметров объектов, обладающих сильным поглощением в инфракрасной области спектра.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ- И КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ В ИК-ОБЛАСТИ СПЕКТРА, прозрачных в видимой и сильно поглощающих в ИК-областях Спектра, включающий освещение монохроматическим световым пучком часто.той W; в области прозрачности материала, регистрацию излуч ения, рассеянного под углами О 9 10, при угле сбора & б 0,5, измерение угловой зависимости спектра рассеянного излучения и определение по результатам измерений искомых параметров, о тличающийся тем, что, с § целью расширения класса анализируемых об-вектов, измерение угловой (Л зависимости спектра рассеянного излучения, проводят в спектральной области 2 (|) ,.