دانلود پایان نامه

در واقع هنگامی که شدت نور به اندازه کافی زیاد باشد اپتیک خطی برای توصیف وضعیت ماده کارایی لازم را ندارد. با ایجاد نور شدیدتر و همدوس توسط لیزرها ملاحظه میگردد که خواص اپتیکی محیط، مانند ضریب شکست آن، تابعی از شدت نور میشود. وقتی دو یا چند موج نور در این محیط تداخل میکنند، اصل بر همنهش دیگر برقرار نیست. این پدیدهی غیرخطی مستلزم گسترش نظریهی خطی است، به طوری که بتوان پاسخ غیرخطی مواد اپتیکی به تابش الکترومغناطیسی را در نظر گرفت [35]. در این صورت اپتیک غیرخطی مطالعه پدیدههایی است که به عنوان نتیجهای از تغییر خواص اپتیکی سیستم مادی، توسط حضور نور رخ میدهد. به طور نوعی تنها شدت نور لیزر برای تغییر دادن خواص اپتیکی یک سیستم مادی کافی میباشد. البته اپتیک غیرخطی منشأهای دیگری همچون گرمایی، فیزیکی و الکترونیکی را نیز دارد که رایجترین منشأ آن شدت میدان نور ورودی به محیط میباشد [36]. روش دیگر برای برانگیختن رفتار غیرخطی بدون استفاده از شدتهای زیاد باریکه، انتخاب بسامد اپتیکی برانگیزنده نزدیک به بسامدهای تشدید دوقطبیهای نوسان کننده است و این روشی است که به طور گسترده در طیفنمایی غیرخطی به کار برده میشود و آن را تقویت تشدیدی میگویند.
2-5 خواص اپتیکی خطی
از جمله فرآیندهای عبور، بازتاب دو شکستی در مقولهای قرار میگیرند که اپتیک خطی نامیده میشود. در اپتیک خطی فرض بر این است که یک آشفتگی اپتیکی در محیط را میتوان با معادله موج توصیف کرد. به عنوان پیامدی از این فرض دو موج هماهنگ در این محیط از اصل بر هم نهش پیروی میکنند، یعنی شدت نور هر چه باشد این دو محیط بدون واپیچی ناشی از خود محیط یا از تداخل امواج حرکت میکنند که تنها طول موج و سرعت باریکه نور در محیط شفاف برای توصیف رفتار آنها کافی میباشد.
2-5-1 محاسبه گاف با استفاده از منحنی عبوردهی
برای محاسبه گاف انرژی با استفاده از طیف عبور / جذب در محدوده فرابنفش – مرئی بایستی ابتدا طیف جذبی نمونه را ترسیم کرده و سپس طول موج قطع را که میزان مینیمم جذب میباشد از روی این طیف پیدا کرد.[37] حال با جایگذاری در روابط میتوان گاف انرژی را پیدا کرد.
(2-2) Eg(eV) = hc/𝝀
(J . sec) 1034˟ 63/6 =h
(m / sec) 108 ˟ 3 c =
(طول موج قطع لبهی جذب)=𝝀
محاسبه گاف انرژی به لحاظ مطالعه خواص الکتریکی مواد از اهمیت خاصی برخوردار میباشد.
2-5-2 ضریب شکست
ضریب شکست از پارامترهای مهم در طراحی ابزارهای اپتیکی غیرخطی میباشد. اگر بخواهیم جهت دقیق جورشدگی فاز (pm) را پیدا کنیم لازم است تا ضریب شکست مواد اپتیکی غیرخطی را شناخته و اندازه بگیریم.
بلورها را از دیدگاه اپتیکی می توان با توجه به ضریب شکست آنها به دو دسته تقسیمبندی کرد:
بلورهای ساده: در این نوع بلورها، ضریب شکست ثابت بوده و در تمام جهات دارای مقدار معینی میباشند.
بلورهای دوشکستی: بلورهایی که برای یک پرتو تابش، دو نوع شکست ایجاد می کنند، یعنی یک پرتو را به دو پرتو به نامهای (پرتو عادی و پرتو غیر عادی ) تجزیه می کنند.
ضریب شکستهای ne(ضریب شکست پرتو غیرعادی) و no (ضریب شکست پرتو عادی) به این صورت به دست می‌آیند که یک امتداد مشخص را در نظر می‌گیریم، یک بار پرتو عادی را در این امتداد می‌تابانیم و بار دیگر هم پرتو غیرعادی را در این امتداد میتابانیم و ضریب شکست آنها را اندازه می‌گیریم.
بلورهای دوشکستی خود به دو نوع مثبت و منفی تقسیم می‌شوند:
– بلور دوشکستی مثبت است هر گاه ne > no باشد.
– بلور دوشکستی منفی است هر گاه no > ne باشد.
نور داخل بلور دوشکستی به دو مؤلفه تجزیه میشود؛ پس از عبور نیز دو مؤلفه خروجی برای این نور وجود خواهد داشت که یکی از این پرتوها از قانون اسنل (nisinөi= ntsinөt) تبعیت میکند، که өi زاویه فرودی و өt زاویه شکست است و آن را پرتو عادی میگویند. ولی پرتو دوم از این قانون پیروی نمیکند، که به آن پرتو غیرعادی میگویند. سرعت انتشار پرتوی عادی در همهی جهات در داخل بلور یکسان است و ضریب شکست بلور نیز برای این پرتو ثابت است، اما پرتوی غیرعادی در جهات مختلف داخل بلور، سرعتهای متفاوتی دارد. قطبش پرتوی عادی عمود بر صفحهی تابش است ولی قطبش پرتوی غیرعادی روی صفحهی تابش میباشد، به عبارتی قطبش این دو پرتو عمود بر هم میباشند.
صفحهی تابش صفحهای است که شامل پرتو تابش و خط عمود بر سطح جدایی دو محیط میباشد. محور نوری یا محور اپتیکی نیز امتداد خاصی در داخل بلور است که در آن پرتو عادی و غیرعادی سرعت یکسانی خواهند داشت. روی این محور تمام خصوصیات پرتو عادی و غیرعادی یکسان است و ضریب شکست بلور برای هر دو پرتو در روی این محور یکسان میباشد. بلور دوشکستی به علت وجود دو پرتو، از یک جسم دو تصویر ایجاد میکند و باعث تولید نور قطبیده میشود[38].