Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08 1/21 Spektroskopia transmisyjna/absorcyjna ħħ -ogranicz. zdolność rozdzielcza (szerokość instr.)

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08 1/21 Spektroskopia transmisyjna/absorcyjna ħħ -ogranicz. zdolność rozdzielcza (szerokość instr.)"— Zapis prezentacji:

1 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 1/21 Spektroskopia transmisyjna/absorcyjna ħħ -ogranicz. zdolność rozdzielcza (szerokość instr.) -ogranicz. czułość (droga optyczna)  I0I0  T np. widmo Fraunhoffera klasyczna metodyka: spektroskop/ monochromator detektor próbka źródło – lampa spektr. Pomiar   wymaga przezroczystego ośrodka !

2 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 2/21  T 00 Lasery w spektroskopii (klasycznej Lasery w spektroskopii (klasycznej liniowej)  T detektor próbka lampa spektr. spektroskop/ monochromator monochromatyczność  zwiększ. zdolności rozdz. (   instr    doppler ) detektor próbka laser przestraj. kolimacja wiązki świetlnej  zwiększ. czułości (drogi opt.) oddziaływania nieliniowe: 2. Inne zalety wiązek laserowych  nieliniowa spektroskopia laserowa 1. Udoskonalenie klasycznych metod dzięki kolimacji i monochromatyczności wiązek laserowych

3 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 3/21 Laserowa obróbka, transformacja materiałów 1.Pole EM związane z promieniowaniem lasera może modyfikować a) str. energetyczną materiałów – własności fiz-chem. b) selektywnie inicjować reakcje chemiczne 2. Termiczne działanie wiązki laserowej na materiały (musi być absorbowana) 3.Fotoablacja – rozrywanie wiązań molekularnych (dysocjacja, defragmentacja) 4. Laser-Plasma Deposition (nanoszenie materiałów za pomocą plazmy laserowej) (dwie wiązki lasera excymerowego generują strumienie plazmowe różnych substancji, które się osadzają na płytce substratu w odpowiednich proporcjach)

4 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 4/21 umożliwia pomiar rozszczepień  i Badania rozpraszania światła Rodzaje rozpraszania 1.Rezonansowe – światło rezonansowo oddziałuje z określonym przejściem w atomach/cząsteczkach – absorpcja/reemisja  światła rozpraszanego =  św. reemitowanego – możliwy pomiar str. widmowej – str. energetycznej gdy bogatsza str. poziomów – bogatsze widma rozpraszanie elastyczne  scatt   exc  scatt  exc Natęż. św. rozprosz.       exc  scatt Natęż. św. rozprosz. rozpraszanie Ramana  scatt   exc   i

5 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 5/21 - SRS (Stimulated Raman Scattering) 1 2 Z laserowym wzbudzeniem - rozpraszanie wymuszone  E=h( ) 2. Rozpraszanie nierezonansowe (oscylujący dipol)  kolor nieba i zachodzącego słońca małe cząstki (objętość  ) – rozprasz. Rayleigha – elastyczne duże cząstki – rozpraszanie Mie [Gustaw Mie] – zależne od rozmiarów cząstek, słabiej zależy od  - kolor chmur

6 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 6/21 Rola interferencji i dyfrakcji w rozpraszaniu - w rozpraszaniu Mie, interferują przyczynki światła rozprosz. przez różne części cząstki i dają zależność od rozmiaru cząstek natęż. światła rozproszonego średnica cząstek

7 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 7/21 - w rozpraszaniu na wielu małych cząstkach istotna dyfrakcja na indywidualnych cząstkach Przykład - badania aerozoli kąt minimum pierścieni przy dyfrakcji na okrągłych (sferycznych) obiektach o średnicy d: Analiza obrazów dyfr. = ważna metoda pomiaru rozmiarów obiektów i struktur Analiza obrazów dyfr. = ważna metoda pomiaru rozmiarów obiektów i struktur 

8 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 8/21 Elastometria polaryzator analizator przezroczysty przedmiot z naprężeniami obraz naprężeń - defektoskopia - badanie naprężeń, sprawdzanie modeli konstrukcji

9 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 9/21 Koherencja światła lasera  zastos. do interferometrii laser speckle („cętki” laserowe) - wynik interferencji światła rozproszonego  nieniszcząca metoda badania powierzchni Interferometria plamkowa

10 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 10/21 Przykłady zastosowań interferometrii laser speckle wizualizacja uszkodzeń i ruchu obiektów i powierzchni

11 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 11/21 Prążki mory (moire pattern) mechanizm powstawania – interferencja fal świetlnych Zastosowania - np. ochrona zabytków:

12 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 12/21 Materiały fotoniczne 1. Materiały na standardowe elementy optyczne (soczewki, pryzmaty, okienka)   ważna transmisja/absorpcja i dyspersja szkło BK-7 szkło kwarcowe szafir CaF 2

13 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 13/21 2. Materiały do manipulacji wiązkami świetlnymi Modulatory światła: wymuszona dwójłomność – efekty magneto- i elektro-optyczne 2) efekt Kerra poprzeczne pole elektr. L P E A Np. modulatory natężenia (AM) – substancja dwójłomna między skrzyż. polaryzatorami K = stała Kerra gdy podłużne pole E - ef. Pockelsa (  E) gdy podłużne pole E - ef. Pockelsa (  E) 1) efekt Faraday’a podłużne pole magnet. P B A L gdy poprzeczne pole B - ef. Voigta (  B 2 ) (Cottona-Moutona) gdy poprzeczne pole B - ef. Voigta (  B 2 ) (Cottona-Moutona) V = stała Verdeta

14 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 14/21 Modulatory częstości (FM) i fazy – najczęściej elektro-optyczne (EOM) (materiał dwójłomny bez polaryzatorów) modulatory akusto-optyczne (AOM) Ważne modulatory akusto-optyczne (AOM) wykorzystujące efekt elastooptyczny (ciśnieniowa modyfikacja n ) generator akust.  PZT wiązka ugięta o częstości    l ub    wiązka o częstości   modulatory akusto-optyczne umożliwiają: 1)szybkie kierowanie wiązki laserowej w zadanym kierunku 2)modulowanie częstości wiązki świetlnej      Piezoceramiczny nadajnik ultradźwiękowy (PZT) wytwarza w krysztale falę zagęszczeń n (o częstości  ), na której następuje ugięcie wiązki świetlnej. Ponadto ugięta wiązka ma częstość zmienioną o częstość fali zagęszczeń:     

15 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 15/21 Optyczne materiały nieliniowe oddziaływania nieliniowe: n i  są też nieliniowymi funkcjami natężenia światła 1. Generacja drugiej harmonicznej Podstawowe optyczne zjawiska nieliniowe 2. Samoogniskowanie i deogniskowanie światła gdy n 2 >0, ośrodek nieliniowy działa jak soczewka skupiająca, gdy n 2 <0, ośrodek nieliniowy działa jak soczewka rozpraszająca,

16 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 16/21 Pomiary nieliniowości optycznej metoda Z-scan n 2 > 0 n 2 < 0 w zależności od znaku n 2, nieliniowa próbka poddana jest samoogniskowaniu lub samo-deogniskowaniu i w zależności od swego położenia wzgl. ogniska wiązki laserowej, wywołuje charakterystyczne zmiany rejestrowanego natężenia światła

17 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 17/21 Kryształy fotoniczne = materiały z periodycznymi niejednorodnościami współczynnika załamania charakteryzują się „fotoniczną przerwą energetyczną” – obszarem „zabronionych” częstotliwości fal świetlnych Kryształy fotoniczne pozwalają na propagację dozwolonych modów promieniowania z b. małymi stratami i zmianę kierunku propagacji pod b. ostrymi kątami (co jest niemożliwe w standardowych światłowodach)

18 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 18/21 Światłowody fotoniczne bardzo małe tłumienie, bardzo silne nieliniowości dozwolone (a) i zabronione (b i c) mody promieniowania w światłowodzie fotonicznym (a) (b) (c) Przykładowe konstrukcje:

19 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 19/21 Metamateriały, left-handed materials   RHM (right-handed materials) n > 0 LHM n < 0 jonosfera Re(n) = 0 seignetto-magnetyki

20 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 20/21  <0, n urojone  <0, n <0

21 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów /08 21/21


Pobierz ppt "Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08 1/21 Spektroskopia transmisyjna/absorcyjna ħħ -ogranicz. zdolność rozdzielcza (szerokość instr.)"

Podobne prezentacje


Reklamy Google