раздел 2.1). Образец помещался в фокальной плоскости спектрографа. Источником непрерывного спектра служила газоразрядная дуговая ксеноновая лампа сверхвысокого давления ДКСШ-200. Параллельный пучок света от лампы проходил через поляроид, пластину правовращающего кварца (55х35х10 мм3) и собирался на входной щели спектрографа цилиндрической линзой. Без пластины кварца направление поляризации устанавливалось вдоль направления развертки спектра. Пластина кварца обеспечивает повороты в соответствии с дисперсией угла поворота (рис. 2.2). Дисперсия в видимой области спектра для пластины толщиной 10 мм может быть описана эмпирической формулой:
, (2.10)
где 65?;
?91 град мкм;
106 град мкм2, ошибка ?1?.
Повороты, по отношению к , на 180?, 270? и 360? происходят для 644, 532 и 464 нм соответственно.
Каждый образец облучался поочередно на двух разных участках: один раз при фиксированном направлении , другой - при поворотах по спектру. Ширина щели спектрографа устанавливалась равной 0,5 мм, время экспозиции 5 ч. Большое и широкая щель необходимы для развития ПС под действием возможно более широкого диапазона , т. к. коротковолновое излучение действует гораздо медленнее, чем длинноволновое. Для последующего определения на голограмме участков, облученных светом с разными , вплотную к ней записывался линейчатый спектр дуговой ртутной лампы и линия генерации 633 нм He-Ne лазера.
После завершения экспозиции производилась фиксирующая обработка: образец на короткое время погружался в раствор гипосульфита для удаления пленки AgCl. При этом голограмма спектра, образованная серебром, остается на подложке. Затем на образец напылялась в вакууме пленка Al. В результате получается тонкая отражательная голограмма.
На рис. 2.7 показаны фотографии голограмм, полученных на образце с тонкой пленкой AgCl. Образец освещался параллельным пучком белого света от лампы накаливания под углом ?70? в плоскости падения, перпендикулярной направлению развертки по длинам волн в записанном спектре, и наблюдался в той же плоскости под углом ?38?, при котором голограммы правильно воспроизводят цвет в спектре. Голограмма а) восстанавливает непрерывный спектр, записанный при фиксированном направлении . Голограмма б) дает красный и синий участки того же спектра, записанного при поворотах , в виде довольно широких полос. Углы поворота составляют 180? и 360? для средних в этих полосах. Такой же результат дает обычное наблюдение спектра в спектрографе через анализатор, параллельный фиксированному направлению . При вращении голограммы б) вокруг нормали наблюдаемые полосы движутся по спектру и при повороте на 90? относительно положения, показанного на рис. 2.7, наблюдается полоса для 270?. Аналогичный поворот голограммы а) приводит к ослаблению дифракционной окраски спектра и к ее полному исчезновению при 90?.
С помощью голограмм типа а) измерены спектральные зависимости периода . Результаты (рис. 2.8) получены с помощью узкого пучка импульсного N2 - лазера ИЛГИ-503 с длиной волны излучения 337 нм путем измерения углов дифракции от малых участков голограммы, облученных светом с разными . Образец с толщиной AgCl 150 нм (кривая 2) имеет низкие значения и дает перегиб в зависимости в области 480-520 нм. Перегиб связан с аномальной дисперсией показателя преломления пленки AgCl-Ag в коллоидной полосе поглощения гранулярного Ag, имеющей максимум
Рис. 2.7. Воспроизведение спектров голограммами в белом свете:
1 - непрерывный спектр, записанный при фиксированном направлении линейной поляризации ;
2 - тот же спектр, записанный при вращении ;
? показывает направление развертки спектра и реперные спектральные линии Hg и Ne;
показывает (примерно) спектральное положение углов поворота на 360? и 180?.
Рис. 2.8. Зависимости периодов ПС, содержащихся в голограммах, от длины волны индуцирующего света:
1,2 - для голограмм на основе тонкой (?60 нм) и толстой (?150 нм) пленок AgCl соответственно.
при 510 нм. Для образца с толщиной , близкой к толщине отсечки волноводных мод, зависимость 1 (рис. 2.8) практически линейна во всем интервале , так как определяется в основном слабо выраженной нормальной дисперсией подложки (при , (см. формулу (1.6)).
Голограммы, записанные при вращении , воспроизводят направление вращения и дисперсию . Этот результат можно наблюдать не только в белом свете (рис. 2.7), но и при освещении голограммы нормально падающим пробным пучком с длиной волны 337 нм и ее перемещении вдоль направления развертки по в записанном спектре. При этом наблюдаются повороты дифракционных рефлексов и анизотропного малоуглового рассеяния в соответствии с дисперсией (рис. 2.9). Показанные на фотографиях картины наблюдаются в отраженном свете на люминесцирующем плоском экране, в котором имеется небольшое отверстие для прохождения пробного лазерного пучка. Расстояние между экраном и образцом около 2 см.
Слева показаны фотографии для голограммы, имевшей при записи тонкий слой AgCl, справа - для образца с толстой пленкой AgCl. В первом случае периоды ПС больше 337 нм для довольно широкого интервала (рис. 2.8) и при достаточно больших дают на экране дифракционные рефлексы первого порядка в виде дуг, симметричных относительно центра экрана. При уменьшении дифракционные рефлексы поворачиваются по часовой стрелке в соответствии с правым вращением и дисперсией ; угол дифракции при этом увеличивается. По мере приближения к участку, где , возрастающий угол дифракции стремится к ??? и в этом положении появляется полоса малоуглового рассеяния (МР), вытянутая вдоль . Полоса наблюдается при
Рис. 2.9. Картины дифракции и малоуглового рассеяния пробного лазерного пучка (337 нм) от малых участков голограмм, облученных при записи оптического вращения светом с разными для образцов на основе тонкой (а) и толстой (б) пленок AgCl:
Е0 - фиксированное направле