Optika Gröller BMF Kandó MTI

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Optika Gröller BMF Kandó MTI"

Elek Krisztián Vass
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Optika Gröller BMF Kandó MTI

2 Optikai alapfogalmak Fény: transzverzális elektromágneses hullám n = c vákuum /c közeg Optika Gröller BMF Kandó MTI

3 Az elektromágneses spektrum

5 Az anyag és a fény kölcsönhatása Visszaverődés, reflexió Törés, kettőstörés, polarizáció Elnyelés, abszorpció, szórás Fénykibocsátás, fotoeffektus Fotokémiai reakciók

6 Brewster szög: polarizációs sík szerinti szétválás: a párhuzamos megtörik Visszaverődés Fresnel törvény merőleges beesésnél: (minden közeg határfelületén, iránytól független) Szögfüggés: (n 1 n 2 ) 2 R= (n1 + n 2 ) 2

7 Reflexió módosítása dielektrikum-rétegekkel Antireflexiós (AR) bevonat: Átlagos üvegfelületről (n = 1,5), R 4% Rétegvastagság: n 1 d = /4 Két visszavert sugár gyengítő interferencia Teljes kioltás, ha: Függ: hullámhossz beesési szög

8 Többrétegű bevonatok Szélesebb -tartomány Szabályozható áteresztés, visszaverés, pl: interferenciaszűrő Dielektrikum tükrök: visszaverés irányában erősítő interferencia Felváltva nagy és kis törésmutatójú rétegrendszer, λ/2, λ/4 rétegek, Fehér fényre: R 99%,

9 Alkalmazások: Interferenciaszűrők Hidegtükrök (infrát nem veri vissza) pl. vetítőlámpa Lencsék tükrözésmentes bevonata Egyirányú tükrök Kirakatüveg Réteganyagok: A legjobban tükröző

10 Fénytörés Schnellius-Descartestörvény: n =sin /sin =c 1 /c 2 A törésmutató függ a hullámhossztól Diszperzió Fény felbontása hullámhossz szerint, spektroszkópia, ékszerek Optikai adatátvitelben a jelsebesség függ a -tól, a jel kiszélesedik, csökken az átviteli kapacitás

11 Lencsék, lencserendszerek kromatikus hiba: fehér fényt használva minden hullámhosszra máshol van az éles kép Korrekció: kétféle optikai üvegcsalád: korona és flint : Abbe-szám

12 Kettőstörés, polarizáció Anizotrópia: az anyagi tulajdonságok pl. n,, D függenek a vizsgálati iránytól Izotróp anyagok: gázok, folyadékok, polikristályos anyagok, szimmetrikus rácsú egykristályos anyagok Anizotróp: nem szabályos rendszerű egykristályos Anizotróp anyagokban kristálytani tengelyek irányában más más törésmutató n o (rendes, ordinárius), n eo (rendellenes, extraordinárius) SiO 2, kvarc: 1,544 1,553 TiO 2, rutil: 2,616 2,903

13 Két megtört fénysugár polarizációja egymásra merőleges A polarizáció síkja megegyezik a főtengelyek irányával. Kettőstörést / anizotrópiát okozhat: Mechanikai feszültség Makromolekulák

14 Polisztirol láncmolekulák rendeződése a fröccsöntő szerszámban Alkalmazás: Anyagvizsgálat, fényerő-szabályozás, reflexiócsökkentés (pl foto), LCD kijelző, optikai jelmodulálás

15 Fényelnyelés Foton energiája megfelel egy elektron energia-átmenetnek Fekete, fehér, átlátszó, színes anyagok: a látható spektrumból mást-mást nyelnek el

16 Lumineszcencia Hőmérsékleti sugárzás: (fizika) Stephan-Boltzmann törv: S = T 4 S: össz. kisugárzott teljesítmény Fénykibocsátás

17 Lumineszcencia 1. Gerjesztés (energiafelvétel) UV, katódsugárzás, RTG, radioaktív, el. tér, stb 2. Energia tárolás µs ms s utánvilágítás vagy nem sugárzásos energia-leadás 3. Foton kibocsátás

18 Fluoreszcencia, foszforeszcencia Fluoreszcens: spin váltás nélkül egyszerűbb mechanizmus, rövidebb utánvilágítás Foszforeszcens: a spin megforduláshoz 3. szereplő, hosszabb utánvilágítás

19 Laser Feltétlek: 1.Metastabil energiaszint (pumpálás = elektronok gerjesztése a metastabil szintre) 2.Populáció inverzió (több elektron van gerjesztett állapotban, mint alapon) 3.Stimulált emisszió

20 Koherens nyaláb:, fázis, (esetenként a polarizáció) nagyon pontosan megegyezik. Nagy energiasűrűség Az aktív tartomány két végén dielektrikum tükör. Zárt végen R > 99,5%, a

21 A félvezető lézerek működése

24 Elektro-optikai hatás Kerr effektus Elektro-optikai modulátor sémája. A fény polarizációs síkjának elfordítása elektromos térrel Ebben az elrendezésben az alkalmazott 2

25 Transzverzális elektrooptikai moduláció Felső: két elemes konfiguráció, pl. ADP típusú anyagokhoz. Alsó:egy elemes konfiguráció, pl. Pockels effektus

26 Lithium 2.23, 2.16 Elektro-Optikai Anyagok Anyag Rövidítés Képlet Áteresztési tartomány ( m) Sávszélesség (MHz) n o,n e adott hullámhosszon ( m) Ammonium dihydrogen phosphate Potassium dihydrogen phosphate Potassium dideuterium phosphate ADP NH 4 H 2 PO to 500 KDP KH 2 PO > 100 KD*P KD 2 PO to , 1.47 at , 1.47 at , 1.46 at 1.06

27 Magneto-optikai hatás Faraday hatás A polarizációs sík változtatása mágneses térrel θ = V l B V: Verdet áll: ~ 10-4 ívpec/tesla m

28 Magnetooptikai Kerr effektus Alkalmazás adattárolásban

Hasonló dokumentumok

Optika Gröller BMF Kandó MTI

Optika Gröller BMF Kandó MTI Optikai alapfogalmak Fény: transzverzális elektromágneses hullám n = c vákuum /c közeg Az elektromágneses spektrum Az anyag és a fény kölcsönhatása Visszaverődés, reflexió Törés, kettőstörés, polarizáció