Отражение света - Кизель В.А.
Скачать (прямая ссылка):
А. Измерения коэффициента отражения Recт (для естественного света) при нормальном падении из двух разных внешних сред ("сред 1"), Сюда относится, например, метод Кравца [4]. Он заключается в нанесении исследуемого вещества на две различные прозрачные подложки. Для кристаллов и массивных образцов методика усложняется и становится неудобной, так как на образец необходимо наносить два различных прозрачных покрытия или применять две иммерсии. Для жидких сред, красителей и им подобных этот метод удобен и применяется [5,6].
248
ПРИМЕНЕНИЯ ЯВЛЕНИЙ ОТРАЖЕНИЯ
[ГЛ. 7
Б. Одновременные измерения на отражение и на просвет, дающие соответственно Reст и х. В ряде случаев их трудно технически проводить, ибо отчетливое селективное отражение начинается при таких значениях х, когда измерения на просвет уже сложны (см. выше). Однако для малоселективного отражения методика все же применима.
Наиболее рациональный вариант методики и анализ ее возможностей дан в работе [7] для тонких поглощающих пленок на прозрачной подложке. Расчеты проведены по формулам Френеля (т. е. без учета поверх-
О
ностных Эффектов) для толщин порядка 400 А, для четырех измерений пропускания Т и отражения R в двух направлениях. Показано, что удается определить п, х, / с удовлетворительной точностью. Метод, видимо, особенно ценен для дальней инфракрасной области спектра [8].
В. Измерения R при падении из определенной среды под разными углами:
1) RecT при двух углах падения.
2) Rx или i?|, при двух углах падения. Эти два варианта часто объединяют под названием "метода Ши-мона" [9-11].Точность удается повысить,производя измерения при трех разных углах падения.
3) и /?ц при одном угле падения (см. ниже и § 34).
4) Измерение отношения RJR\\ при двух углах падения "метод Эвери" [12-15].
5) R± или Rn или RJR± при произвольном угле падения и угле Брюстера. Второй вариант применялся
[16] с определением минимального RjR±.
6) Rx или и угол Брюстера.
7) ~ при фбр и угол Брюстера.
8) Rx, Rn, Ra=45 при одном угле падения ("метод Битти - Кона" [17] с дополнениями Бахшиева [18] и Одарич [19]). На основании этих измерений определяются значения р и А, а затем пик.
Г. Измерения физически выделенных углов:
1) Измерения трех характерных углов - главного угла, угла Брюстера и угла наибольшей поляризации [20].
§ 30] ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ПОСТОЯННЫХ ВЕЩЕСТВА 249
2) Измерения главного угла и главного азимута [21].
Подобных комбинаций непосредственно измеряемых параметров можно предложить (и предлагается по сей день) очень много. Поскольку связь F(n, %, <р; R, а) весьма сложна и немонотонна, однозначность определения п и к по R и точность измерений сильно зависят от значений параметров.
Сравнительный анализ точности этих методов и областей их применимости производился в ряде цитированных работ и многими другими авторами [22-33].
На рис. 81 и 82 приведен результат расчетов [32] и др. для различных методов, а на рис. 83 - оформленные несколько иначе данные [33] для способа В, 2). На рис. 84 и 85 даны номограммы для R± и /?1(. Как видно, точность результатов при данной точности экспериментальных измерений и для данных значений п их существенно различна в разных методах и зависит от выбранных значений ф.
Из этих расчетов и всех обсуждений видно, что оптимального универсального метода измерения п и и из числа указанных выбрать нельзя, и методика должна меняться в зависимости от значений этих величин. Наиболее широко, видимо, применимы метод Битти - Кона [метод В, 8)] с указанными дополнениями, методы эллипсометрии, а также метод В, 2) с измерением при трех ср1).
В соответствии с методами разнообразны и оптические схемы измерений. Многие схемы описаны в цитированной литературе; обзор ряда схем дан, например, в обзоре [34] (см. ниже § 35). В последнее время для измерений отражения, как и для других оптических измерений, применяются методы фурье-спектрометрии (применительно к отражению см. [35, 36]). Они сложнее технически, но существенно повышают объем получаемой информации, давая сведения не только об амплитудах, но и о фазах.
Следует обратить внимание, что точность измерений п и к различна, и в разных диапазонах соотношение точностей также различно.
') По-видимому, очень универсален метод, изложенный в кон' це § 36.
0,2 0,3
0,4 0,5
6)
70°
ОА
-0,3
0,2
0,1
т
>Л ) И$/ Myl,
/ у у~-/
jCn 42 " \п-1"Г
^ о~ } s^2y?ciB/ W 9
0,2
0,3 0,4
0,7
в,8, т
(R±.L
-74°
0,5 0,5
В)
Рис. 81. Чувствительность методов: а) метод В, 1), при <pi- 20° и <p2=70°; б) метод В, 3), ф=70°; в) то же, ф"74°;
0,9
Ф°'8
50,7 0,8
0,5
0,4
0,3
' 0,2
0,1
О
) so 55 SO 05 70
и ЩЛ/юв
Рис. 81 (продолжение) г) метод В, 3), ф=16°; д) метод В, 4), <Pi=60°, ф2=80°, е) метод В, ется R при угле Брюстера,
6), измеря-
252
ПРИМЕНЕНИЯ ЯВЛЕНИИ ОТРАЖЕНИЯ
1ГЛ, 7
Это относится ко всем принципам измерений, приемам вычислений, номограммам (по вопросу выбора методов измерений и вычислений см. табл. 6). С точки зрения техники эксперимента здесь можно указать:
1) Точность методов, требующих измерений абсолютных значений R, всегда ниже точности методов с изменением Ri/Rj.
