Методика дослідження спектрів поглинання ТРЗ InxTl1-xJ

Для дослідження спектрів оптичного поглинання використовували експеримен­тальну установку на базі спектрального комплексу СДЛ-1. Експе­рименти проводили на плоскопаралельних пластинках кристалів (d ≤ 1 мм) з до­сконалими оптични­ми поверхнями. Спектрометр СДЛ-1 (див. рис. 2.3.) призна­чений для реєстрації спектрів у діапазоні від 200 до 6000 нм. Комплекс оснаще­ний різними джерелами світла, зокрема галогенною лампою, ксеноновою лампою високого тиску ДКСШ-250 і ртутни­ми лампами високого тиску (ДРШ-250-3 і ДРШ-500м). Спектр реєст­рують за однопроменевою схемою одним із фотоелектронних по­множувачів (ФЕП) марок ФЕУ-39а і ФЕУ-62 або PbS-фоторезистора, з поточною передачею сигналу на електронний самописець.

Швидкість розгортки спектрів підбирали, виходячи з вимог якомога точні­шого реєстрування (у разі дослідження ДПЗ – отримання які­с­ної інтерференцій­ної картини). Після проходження світлового пучка крізь плас­тинку монокристала світло потрапляло на щілину монохроматора. Монохрома­тор (дві дифракційні ґрат­ки) фокусував світло та виділяв певну довжину хвилі. Далі світловий пучок потрапляв на ФЕП, зв’язаний із самописцем.

Суть методики вимірювання спектральних залежностей оптичного пропу­скан­ня очевидна і не потребує додаткових коментарів. Диспер­сію ДПЗ вивчали в рамках стандартного спектрально-інтер­фе­рен­­цій­ного методу. Якщо кристал з ДПЗ, погли­нанням і ди­хроїзмом по­містити між схре­щеними поляризаторами, пропускан­ня J оптич­ної сис­теми поляризатор–крис­тал–аналізатор задає вираз

, (2.3)

де, d – товщина кристалічної пластинки; – коефіцієнт поглинання; – різниця фаз завдяки ДПЗ; – дихроїчна різ­ниця; – довжина світлової хвилі; – ДПЗ; – різниця коефіцієнтів екстинкції зви­чайної та незвичайної хвиль; – різниця їхніх коефіцієнтів поглинання; – кут орієнтації осей оптичної інди­кат­риси відносно осей пропускання поляризаторів.

(а)

(б)

Рис. 2.3. Загальний вигляд (а) і оптична блок-схема (б) комплексу для спе­к­т­ральних досліджень СДЛ-1: 1 – живлення лампи, 2 – електронний стабілізатор, 3 – джерело, 4 – зразок, 5 – двигун модулятора, 6 – монохроматор, 7 – підсилювач, 7 – ФЕП, 9 – давач, 10 – електронний самописець.

Нехтуючи впливом дихроїзму в (2.3) (), для „діагональної” орієнтації кристала () одер­жи­мо формулу . Мінімуми пропускання матимуть місце для до­вжин хвиль, для яких виконуються умови , де m – цілі числа. Це ек­вівалентно умовам . Отже, метод зводиться до фіксування спектраль­ного положення мінімумів оптичного пропускання та визначення послідовності номерів m мінімумів за умови відомої товщини d.

Оптичне поглинання в інфрачервоному (ІЧ) діапазоні (до 50 мкм) ми ви­вчали на спектрофотометрі UR 20. Принцип його дії аналогічний до СДЛ-1. Два про­мені, генеровані джерелом, проходять крізь досліджуваний кристал і кювету по­рівняння. За допомогою секторного дзеркала обидва промені почергово (з час­то­тою 50 мс) скеровують на вхідну щілину монохроматора. Після розкладу світ­ла в спектр ці промені йдуть на ФЕП, який перетворює їх на електричні сигнали.