CC BY
58
К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОПТИЧЕСКИХ КОНСТАНТ НОВЫХ ОБРАЗЦОВ СТЕКЛОКЕРАМИКИ ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ И.Е. Скалецкая, В.Т. Прокопенко
Для измерения оптических параметров новых стеклокерамических материалов была использована известная методика амплитудно-фазовой эллипсометрии на приборе ЛЭФ-3М -1, модернизированная веб-камерой для наблюдения спекл-структур отраженного света. При спектроугловом мониторинге объектов исследования (ОИ) в поляризованном свете №-№ лазера (633 нм) наблюдалось расщепление информационного луча на три оптически активных (п^ и их наложения) пучка, положение которых и гашение на экране визуализации как прибора, так и монитора ПК, сопряженного с веб-камерой, зависело от азимутов задающих и анализирующих поляризаторов прибора. Спектроугловое сканирование ОИ по методу Брюстера позволило оценить величину сдвига в показателях преломления материалов, модифицированных воздействием ультрафиолетового излучения (УФ), порядка Ал = 0,02. Решения обратной задачи эл-липсометрии для чистой границы подтверждает это различие.
Введение
Целью работы было исследование методами амплитудно-фазовой эллипсометрии в поляризованном свете новых материалов стеклокерамики, контроль оптических констант которых важен для отработки технологии их целенаправленного производства.
Сейчас под керамикой понимают поликристаллические материалы, получаемые спеканием неметаллических порошков природного или искусственного происхождения. Такое определение исключает из числа керамических материалов стекла, хотя нередко и их рассматривают как разновидность керамики.
В отличие от обожженного фарфоро-керамического порошка, стеклокерамиче-ский материал не имеет пор, и это выгодно отличает его, в частности, изделия из него хорошо полируются. Зерна поликристаллов имеют микронные и менее размеры. Они связаны перешейками и образуют сложную группу случайно ориентированных зерен, обладающих достаточно высокой плотностью. Пористость тонкой стеклокерамики существенно ниже 5%.
Физические свойства этих материалов определяются:
• размером и формой (анизотропией) кристаллитов;
• природой связи между кристаллитами;
• присутствием пор, жидких фаз и пр.
Привнося различные химические элементы, в основном нерастворимые оксиды, в стеклокристаллы, можно добиться так называемого опалесцентного эффекта, который в свою очередь объясняется сильным рассеиванием света. Некоторые типы стеклокерамики получают методами послойного формования, объемные свойства которых не отличаются от поверхностных.
Керамические материалы, по сравнению с металлическими, обладают более высокой коррозионной стойкостью и устойчивостью к радиационным воздействиям, что приводит к долговечности керамических конструкций в агрессивных средах [1].
Наиболее перспективной разновидностью керамики с диэлектрическими свойствами являются керамические электролиты, т.е. керамические материалы с высокой ионной подвижностью и соответственно ионной проводимостью. В отличие от классических жидких электролитов, проводимость многих керамических электролитов униполярна и обусловлена чаще всего разупорядочением одной из его подрешеток.
Часто для разупорядочивания структуры используется облучение материалов у-или рентгеновскими лучами, а также УФ излучение.
Стеклокерамика относится к группе новых мало изученных перспективных оптических материалов с высокой объемной дифракционной способностью. Технология их
изготовления на основе силикатных стекол, допированных светочувствительными элементами серебра, брома, фтора и церия, позволяет получить мелкодисперсный зерни-сто-блочный материал с регулярной объемной брегговской решеткой для световых волн видимого диапазона. Когерентные световые лучи испытывают в подобной фотостеклокерамике объемную дифракцию, что может широко использоваться в прикладной спектральной голографии. Процесс их изготовления включает в себя обработку фототермопреломляющего (ФТП) стекла ультрафиолетовым излучением Ие-Сё лазером на длине волны 325 нм и термическое воздействие: изменение температуры от 480°С до 580°С, с задержкой на температуре 520°С от нескольких минут до нескольких часов [2].
Максимальная блочность спекания в этих материалах достигает линейных размеров порядка 50 мкм, соизмеримых с длинами волн среднего и дальнего инфракрасного диапазона. Показатели фототермопреломления (п) такой стеклокерамики (ФТП-стекол) отличаются от базового стекла их матрицы, как ожидается, в третьем-четвертом знаках после запятой. Поэтому типовая точность измерений Дп = ± 0,001 становится критической.
Поляризационно-оптические свойства поверхности ОИ
Состояние поверхности ОИ, зарегистрированное с помощью поляризационного микроскопа до 40-кратного увеличения, представлено на рис.1.а - 1.г.
«г»
«а» «б» «в»
Рис.1. Виды поверхностей ОИ в поляризационном микроскопе: а - граница между стеклокерамикой и зоной ее облучения ультрамягким рентгеновским излучением (УМРИ) (2.5х); б - дефекты макровключений на поверхности стеклокерамики (увел. 2.5х); в - дефекты макровключений в зоне облучения УМРИ (увеличение - 2.5х); г - дефекты макровключений в зоне облучения УМРИ
(увеличение - 40х).
Из этих снимков видно, что зеркальность поверхности вне зон свилей материала (г) далека от совершенства для эллипсометрических прецизионных измерений. Это значит, что оценка оптических параметров ОИ может отражать только их эффективные локальные значения.
Следовательно, достоверность значимости различий в показателях преломления Дп между стеклокерамическими ОИ и их разупрочненными модификациями при облучении УФ должна удовлетворять критерию превышения различий между значениями их средних величин Дпср над вариациями локальных измерений - размахами 5плок:
ДПср > бПдок.
Трудоемкость таких измерений значительна при соизмеримости подобных различий.
На рис. 2.а-г представлены фотографии с веб-камеры визуального наблюдения гашения светового пучка (ЛГ-57) двух ОИ перед и после вывода его на фоторегистрацию (ФЭУ-86).
а б в г
Рис.2. Визуализация картин гашения отраженного света с помощью веб-камеры: а - спекл-картина отраженного от стеклокерамики луча вблизи царапины; б - гашение отраженного от стеклокерамики света в паре световых пучков: в - спекл-картина отраженного от облученной УМРИ стеклокерамики луча; г - гашение отраженных от облученной стеклокерамики трех пучков света
На этих снимках видно, что веб-камера регистрирует, во-первых, не полное гашение света в скрещенных поляризаторах эллипсометра (рис. 2. б, г) и, во-вторых, расщепление отраженного луча на пару (рис.2.б) и более (рис.2.г) пучков.
Изображения на рис.2.а, в соответствуют спекл-картинам поля зон Френеля в дальней области дифракции Фраунгофера.
Поскольку гашение света наблюдается либо сразу в паре расщепленных пучков с непогашаемым третьим, либо наоборот (одном при непогашаемых двух), то можно сделать вывод о непосредственном проявлении эффектов двулучепреломления (п^п^ от мелкодисперсных поликристаллических внутренних структур стеклокерамики, подобной интегральным рентгеновским спектрам на мелкодисперсных порошковых формах ОИ. Более того, положение этих пучков чувствительно к азимутам поляризаторов прибора.
Таким образом, модифицированный нами метод эллипсометрических наблюдений позволяет ставить и решать задачу определения анизотропии микроблоков при спекании материала новых образцов стеклокерамики. Типовое использование ФЭУ для достижения минимума сигнала гашения в луче, состоящем из нескольких пучков, может дать только усредненную информацию о значении эффективного показателя преломления между п^.
Теория эллипсометрии восходит к решениям задач максвелловской электродинамики в краевой постановке для плоских волн, известной как граничные уравнения Френеля и удачно обобщенной Эри и Друде в виде основного уравнения эллипсомет-рии (ОУЭ).
Эллипсометрические параметры у и А при заданных 9i (угол падения) и X (длина волны инициирующего излучения) являются характеристиками поверхности и определяются природой вещества, из которого состоит образец, структурой приповерхностного слоя, качеством поверхности (средней высотой шероховатостей, структурными нарушениями, обусловленными полировкой, и т. д.), наличием на ней какой-либо пленки той или иной толщины, свойствами среды, в которой находится образец. Эти параметры у и А входят в основное уравнение эллипсометрии (ОУЭ) вида [3]
егА = Яр/^, (1)
и описываются обобщенными комплексными коэффициентами Френеля Я(ф, п, к, й?/Х). Их явный вид для формул (1) известен только для частных моделей взаимодействия ортогональных p- и s-компонент поля световой волны с веществом, оптические параметры которой задаются комплексными показателями преломления п и с1 толщинами соответствующих слоев. Это уравнение устанавливает связь между микроскопическими и макроскопическими характеристиками образца и эллипсометрическими параметрами поверхности. В простейшей модели плоской границы раздела фаз эти обобщенные ко-
эффициенты переходят в классические коэффициенты Френеля для идеальных границ, из которых, в частном случае диэлектриков без поглощения, при углах фбр выводится закон Брюстера:
П = 1§(фбр) (2)
В качестве прецизионных приборов для определения оптических констант новых образцов стеклокерамики использовался эллипсометр серии ЛЭФ-3М-1 (рис. 3).
Рис.3. Схема скрещенных поляризаторов при косом падением света на ОИ
На рис. 3 введены следующие обозначения: ОКГ - источник когерентного монохроматического излучения (Х=632.8 нм); М - низкочастотный модулятор-прерыватель светового пучка 1 мм апертуры; П, А - кристаллические поляризаторы Глана-Томсона; С - компенсатор (Х/4); а, е - реальные лучи падения и отражения на строго горизонтальном участке ОИ; в - базовая линия симметрии между плечами падения (а) и регистрации (д) ФЭУ; ОИ - объект исследования (зеркальная поверхность дисциллирован-ной воды). ОК - расположение возможного коллиматора тонких пучков.
На рис. 4.а, б представлены обработанные результаты измерения амплитудной ¥(ф) функции от углов падения света на поверхность ОИ в двух зонах - чистой и облученной.
Амплитудная функция (град.) для стеклокерамики
Амплитудная функция, град.
Стеклокерамика, облучённая УМРИ
56 57 58 Угол падения, гр.
14
6 -
12
5 -
10
4 -
8
3
6
2
4
2
0
0
54
61
а) б)
Рис. 4. Амплитудные функции отраженного света от чистых и облученных ОИ
Из представленных данных видно, что стеклокерамика в ОИ - высококачественный диэлектрик, так как минимум этих функций чрезвычайно мал (¥м - несколько угловых минут). Это позволяет рассчитать показатель ослабления света (экстинкцию к) этих ОИ и, при дополнительном измерении а коэффициента поглощения материала на длине волны Х=623,8 нм независимыми спектроскопическими методами, оценить сте-
пень х=к-^а/(4п) светорассеяния материала ОИ, т.е. индикатрису светорассеяния при разных углах ф.
На рис. 5. а, б представлены обработанные результаты косвенного измерения фазовой функции Л(ф) от углов падения света на поверхность ОИ в двух зонах - чистой и облученной.
Рис. 5. Фазовые функции света, отраженного от облученных и необлученных ОИ.
Из представленной кривой (а) видно, что поверхность стеклокерамических ОИ имеет переходную приповерхностную слоистую структуру, так как скачок этой функций Л(ф) после углов псевдо-Брюстера стремится не к 0, а к 2п. При этом облученная поверхность этих же ОИ имеет типовой вид спада - от п к 0.
Следовательно, для решений обратных задач эллипсометрии по определению ряда оптических параметров (толщин с1 и компонент комплексного показателя преломления ОИ п - ¡к), начиная от их значений на поверхности, резонно использовать, кроме модели идеальной границы Френеля раздела сред на воздухе, также и модель эффективного приповерхностного переходного слоя на этих ОИ. Однако для подобных точных расчетов необходимо знать пои, кои - их истинные значения комплексного показателя преломления в объеме материала этих ОИ. При допустимости оценок измерений резонно использовать итерационные методы.
Результаты оценок оптических констант ОИ по методу Брюстера
В табл. 1, а-в представлены непосредственно измеряемые параметры азимутов ориентации поляризаторов прибора А и Р при установке компенсатора на ± 45°.
Ф, град. ФЭУ_1 цА Р_1, град. А_1, град. ФЭУ_2 цА Р_2, град. А_2, град
45 0,742857 45,61944 106,1875 0,529412 135,6556 71,7
46 0,914286 45,82222 104,8 0,457143 135,85 73,07083
47 1 46,05 103,4167 0,571429 136,0833 74,45278
48 0,657143 46,23611 101,95 0,685714 136,3375 75,88611
49 0,771429 46,58333 100,4806 1,257143 136,7083 77,3
50 0,628571 47,03194 99,01667 1,371429 137,15 78,75139
51 1 47,63056 97,51667 1,914286 137,7708 80,24444
52 1 48,55833 96,0375 1,823529 138,7111 81,71667
53 1,257143 50 94,65 1,2 140 83,78333
54 1,6 51,95 93,025 1,029412 142 84,78333
55 1,828571 56,5625 91,57083 1,411765 146,6833 86,2
56
57 60 70
1,942857 1,485714 1,625 2,4
72,3 92
127,45 133
90,31667 90,28333 94,43472 109,4167
1,588235 3,6 1,75 3,125
162,3 182
217,4833 223
87,43333 88,17778 83,35833 68,51667
Таблица 1.а. Калибровочные зонные измерения на светофильтре НС-1
Типичное поведение этих азимутов для диэлектрических ОИ представлено на рис. 6.
А
Б
В
Азимуты поляризаторов, град.
Угол падения, гр.
Сумма азимутов поляризаторов, град. (ст
45 50 55 60 65
Угол падения, град
360
2/0
/0
/5 80 85 90 Угол падения,
Рис. 6. Методология калибровки 0-эллипсометров для определения Д(ф) функций:
А - азимуты поляризаторов ЛЭФ-3М-1 (компенсатор - в плече падения);
Б - линейная комбинация азимутов А в виде непосредственной суммы;
В - фазовая функция эллипса поляризации поля отраженного от НС-1 света
При определении фазового параметра А=Р0-(Р^Рг) выбор Р0 становится совершенно очевидным для диэлектриков - около 2п. Точное значение Р0 = 357,43°.
Попытка применения этой же формулы для стеклокерамических ОИ оказалась не совсем удачной с точки зрения основного методологического требования к свойству гладкости и монотонности функции А(ф). Действительно, по экспериментальным данным, представленным в табл. 1, б, для стеклокерамического необлученного ОИ сумма Р1+Р2 азимутов поляризаторов имеет не типичный для диэлектрика, в отличие от линейной комбинации Р + (Р2 - Р1), вид, изображенный на рис.7.
ф, гр. Р1, гр. А1, гр. Р2, гр. А2, гр.
45 223,6333 285,8708 315,0986 252,5
50 231,7306 279,1 333,1722 259,5
52 229,7069 276,3 333,3722 262
53 229,0167 274,75 332,9081 263,55
54 225,7139 273,1861 338,8833 265,0889
55 217,9 271,6653 342,5 266,2167
56 211,2528 270,2417 357 268,3667
57 294,8167 269,95 342,95 269,2
58 296,0333 270,75 277,95 268,3
60 317,05 274,3333 254,1167 264,6667
65 323,7167 282,1 234,7167 256
70 317,1667 289,1167 228,1 248,3333
75 316,6667 296 226,6667 241,1833
80 314,45 302 224,8833 234
85 313,6333 308,8167 223,6 228
Таблица № 1.б. Зонные измерения на стеклокерамическом ОИ
Рис./. Калибровочные комбинации азимутов поляризатора для стеклокерамики
Из данных, представленных на рис. 6, а, следует факт существования инварианта для разностей азимутов поляризатора порядка Р = 90°. Оказывается, достаточно именно этой инвариантной величины для правильного описания свойств фазовой функции А(ф) от углов падения эллипсов поляризации света, отраженного от недиэлектрических ОИ (спад от п до 0 на рис. 7, б).
В традиционной эллипсометрии сложилось, возможно, ошибочное представление об инвариантности калибровочной постоянной Р0. Метрологической проблемой считались выбор материала и приготовление из него рабочих мер (ОИ) калибровки эллипсо-метров. Эти меры выполнялись из высоко прозрачного оптического стекла марки К-8 или КВ, КУ марок кварца с обработкой поверхности по методу сверхглубокой шлифовки-полировки (СГШП). Однако метод эллипсометрии для контроля оптических параметров материалов не смог в свое время пройти Государственные метрологические испытания.
Таким образом, тезис о калибровочной инвариантности индивидуальных ОИ имеет свой резон.
В табл. 1, в представлены непосредственно измеренные азимуты поляризаторов на стеклокерамических ОИ, подвергнутых радиационному разупорядочиванию решетки материала УФ. Калибровка фазовой функции для них, выполненная по новой методологии и изображенная на рис. 5, б, имеет физически правильный характер, хотя поведение самих азимутов (рис. 8, а) далеко от диэлектрических ОИ (рис.6).
ф, гр. Р1, гр. А1, гр. Р2, гр. А2, гр.
50 51,23333 100,4167 136,5 77,48333
51 52,5 98,8 135,8333 79,01667
52 54,33333 97,1 136,25 80,55
53 56 95,5 135,7333 82,26667
54 59,95 93,71667 133,8667 84,06667
55 64,25 92 132,2833 86,05
56 70,03333 90,08333 100,05 87,8
57 85,4 89 86,85 88,85
58 109,02 90,2 67,71667 87,18333
Таблица 1.в. Азимуты поляризаторов для облученной стеклокерамики
Путем графического увеличения значений амплитудных функции ¥(ф) рис.4.а,б, представленного на рис.9, путем линейной аппроксимации их крыльев в зоне минимума получаем следующие значения углов псевдо Брюстера: фсткер= 56033', фумри= 56057'.
А
Б
В
Сумма азимутов поляризаторов (в град.)
(стеклокерамика после облучения УМР1 11 )
/ [1
1
ч
Стандартная калибровка 1
диэлектрических материалов ^
1
0 10 20 30 40 50
Угол падения, град.
Р2 - Р1, град. Стеклокерамика, облучённая УМРИ
-V
1 29 49 69 Угол, гр.
Рис.8. Свойства комбинаций азимутов поляризатора для облученной стеклокерамики
Рис. 9. Графическое определение углов псевдо Брюстера по минимуму Ф(ф)
Следовательно, тангенсы этих углов фпсбр позволяют оценить вещественную часть показателей преломления этих ОИ:
п ст.кер= 1,5165798, п облуч.= 1,533997.
Абсолютная разница между показателями преломления ОИ составляет величину Лп = 0,017, т.е. они отличаются во втором знаке после запятой при относительном различии около 1%. Погрешность оценки показателя преломления по методу Брюстера определяется по формуле Лп = (1 + п2) Лф и при графической погрешности локализации углов Брюстера Лф-3'= 0.001 составляет величину порядка ±0.003 и менее (теоретически до ±0.0001). Таким образом, различие показателей преломления ОИ является статистически значимым.
Результаты оценок оптических констант по модели границы Френеля для ОИ
Измерения в необлученной зоне стеклокерамики представлены данными табл. 2.
ф, гр. ^(Ф), гр. л(ФХ гр. п к Л-ЛР+Р п к
45 16,68542 178,6981 1,490411 0,017286 181,4993 1,490282 0,019903
50 9,8 152,5272 1,440459 0,170984 191,4757 1,492058 0,077943
52 7,15 154,3508 1,482024 0,11769 193,6993 1,507267 0,066088
53 5,6 155,5052 1,493171 0,087683 193,9255 1,509367 0,05182
54 4,048611 152,8328 1,497015 0,068929 203,2034 1,502236 0,059839
55 2,724306 157,03 1,516217 0,039982 214,634 1,505159 0,057477
56 0,9375 149,1772 1,511539 0,017728 235,7812 1,501041 0,028244
57 0,375 79,66333 1,537209 0,013906 138,1673 1,550442 0,009576
58 1,225 323,4467 1,561194 0,028051 71,95067 1,584016 0,045991
60 4,833333 326,2633 1,558503 0,10219 27,10067 1,549759 0,082858
65 13,05 338,9967 1,528365 0,175866 1,034 1,513524 0,008587
70 20,39167 352,1633 1,511358 0,109632 0,967333 1,510411 0,013483
75 27,40833 354,0967 1,494691 0,128117 0,034 1,496452 0,000731
80 34 358,0967 1,46475 0,06618 0,467333 1,4657 0,016232
85 40,40833 360,1967 1,352208 0,013142 0,000667 21,17771 0,538773
Таблица 2. Сводные данные эллипсометрических измерений на стеклокерамике
Рис.10. Значения компонент комплексного показателя преломления на стеклокерамике
Среднее угловое значение показателя преломления на полной выборке из 15 точек со средним разбросом в норме Чебышева п(1)ср (ф) = 1,496 ± 0,077, тогда как при улучшенной калибровке п(2)ср (ф) = 1,513 ± 0,039 по всей совокупности углов. Это значение всего на 0.004 отличается от брюстеровской оценки (1,517).
После статистической обработки экспериментальной совокупности по гипотезам отброса промашек оценка показателя преломления по десяти точкам составляет
Пср = 1,5028 ± 0,0073.
Среднее угловое значение показателя экстинкции на полной выборке из 15 точек со средним разбросом в норме Чебышева составляет кср(ф) = 0,077 ± 0,009 для грубой калибровки по диэлектрической методологии. При улучшенной калибровке показатель экстинкции принимает значение кср (ф) = 0,038 ± 0,004.
Измерения в облученной зоне стеклокерамики представлены данными табл. 3.
ф, гр. ^(ф), гр. Д^Х гр. п к
50 11,46667 175,2667 1,573435 0,041925
51 9,891667 173,3333 1,56646 0,049334
52 8,275 171,9167 1,559955 0,048572
53 6,616667 169,7333 1,552498 0,047873
54 4,825 166,9167 1,541133 0,04299
55 2,975 158,0333 1,525611 0,04235
56 1,141667 130,0167 1,508475 0,03216
57 0,075 91,45 1,539932 0,002838
58 1,508333 48,69667 1,560104 0,043534
Таблица 3. Сводные эллипсометрические данные на облученной стеклокерамике
Рис.11. Значения компонент показателя преломления на облученной стеклокерамике
Среднее угловое значение показателя преломления на полной выборке из 9 точек со средним разбросом в норме Чебышева по данным табл. 3 составляет величину п(умри)ср (ф) = 1,5475 ± 0,0391. Аналогичное среднее значение экстинкции по этим данным имеет величину к(умри)ср (ф) = 0,0166 ± 0,0096. На рис. 11 представлен угловой ход этих компонент комплексного показателя преломления облученной стеклокерамики.
Рис.12. Угловой разброс измерений показателя преломления до углов Брюстера
Выводы
Решения обратной задачи эллипсометрии для простой модели идеальной границы Френеля измеренных ОИ выявляют слабую, но характерную угловую зависимость их оптических констант. Следует использовать более корректную модель оптической системы для этих ОИ в виде хотя бы однородного переходного приповерхностного слоя.
Средние значения вещественных составляющих комплексного показателя (пс-к и поблуч) преломления для облученной и необлученной стеклокерамики статистически значимо отличаются друг от друга, причем у облученных ОИ он выше. Эти значения
качественно и количественно не противоречат аналогичным оценкам, выполненным по методу Брюстера. Это может означать, что радиация при разупрочнении кристаллических компонент стеклокерамики уменьшает ее пористость и гомогенизирует материал, увеличивая его оптическую плотность (поблуч. > пс-к). Более того, радиация уменьшает толщину переходного приповерхностного слоя, что следует из поведения фазовой функции, изменившей подъем от п до 2п, наблюдаемой для чистой стеклокерамики, на спад до 0. Для такого спада характерны тонкослойные (ё ^ 0) решения двойственной по толщине эллипсометрической задачи Холмса. В пользу гомогенизации материала при радиационном разупорядочивании его кристаллических структур и заполнении дефектами разрушения пор материала говорит тот опытный факт, что минимум амплитудной функции существенно ниже у облученных ОИ, чем у исходного материала.
Измерения выполнены при усредненном гашении луча, четко разделяющегося на три моды в зеркальном канале отражения, хотя можно применить к каждому из этих пучков стандартные методы обработки по Брюстеру и моделям идеальной границы и переходного приповерхностного слоя. По-видимому, именно с этим связана яркая угловая зависимость вещественной компоненты показателя преломления для облученных ОИ, обладающих анизотропией составляющих их мелкодисперсных кристаллов. Действительно, картина угловой зависимости показателя преломления для чистой стеклокерамики имеет как бы три угла зрения.
• При малых (крутых) углах зрения лучи проникают глубже в материал и «видят» его более пористым, чем плотным (пф имеют заниженные значения).
• При средних углах Брюстера поверхность ОИ рассматривается только сагиттальными компонентами поля, и свет «видит» его активно отражающие компоненты кристаллических фаз материала (пф максимальны).
• На скользящих лучах свет не так глубоко входит в объем материала, но «видит», в частности, его слоистость, о которой говорит фазовая функция, имеющая характерный для такой модели подъем после угла псевдо Брюстера, и возвращает показатель преломления снова к менее плотным показателям преломления материала.
Для облученного ОИ картина (рис.12) обратная.
• При малых (крутых) углах зрения лучи проникают глубже в материал и «видят» его гомогенизированные мелкодисперсные кристаллы с плотной (без пористости) упаковкой.
• При средних углах Брюстера поверхность ОИ рассматривается только сагиттальными компонентами поля, и свет, расщепленный на обыкновенные и необыкновенные лучи, «видит» среду как бы одним глазом и со стороны отрицательной кристаллической активности с минимальной компонентой пф.
• На скользящих лучах свет не так глубоко входит в объем материала, но «видит» вклад всех компонент кажущегося более плотно сложенными кристаллитами материала (пф опять возрастают).
В целом метод эллипсометрии правильно описывает основные качественные и количественные характеристики ОИ, информативность которых может быть утаена только из-за не адекватного выбора оптических моделей ОИ и описывающих их основных уравнений эллипсометрии.
Литература
1. Ceramics and Society / Ed. R.J. Brook. Faenza:Techna, 1995. 158 p.
2. United States Patent/ Process for production of high efficiency in photo-thermo-refractive glass. Inventors: O.M. Efimov, L.B. Glebov, V.I. Smirnov, L. Glebova. Patent № US 6,586,141 B1. Date of Patent: Jul. 1, 2003.
3. Горшков М.М. Эллипсометрия. - М.: Сов. радио, 1974. - 200 с.
