Оптические свойства полупроводников - Уиллардон Р.
Скачать (прямая ссылка):
В этом случае применима диаграмма фиг. 2. При E j| В магнитное поле не оказывает никакого влияния, поскольку в случае изотропного закона дисперсии изменение сопротивления в магнитном поле равно нулю. Если же E l B1 то даже в области слабых полей возникают два минимума коэффициента отражения. Один минимум соответствует минимуму в нулевом поле, при <о3 = х (х — I)-1 <йр, а другой возникает при W = Qp. На фиг. 5 показаны экспериментальные значения и расчетные кривые для антимонида индия [10]. В табл. 4 даны аналитические выражения, описывающие смещение этих минимумов с магнитным полем. Минимум нулевого поля в сильных магнитных полях приближается к циклотронному резонансу, а другой минимум — к маг-нетоплаэменпому резонансу. В случае з і В плазменный сдвиг циклотронного резонапса примерно на 3% меньше, чем в случае S І] В, когда X « 16. Из этого эксперимента, так же как и из эксперимента при S Il В, МОЖНО определит!, эффективную массу, концентрацию носителей, диэлектрическую проницаемость решетки и частоту столкновений.
8. Сдвиг интерференционных полос е магнитном поле
Если кристалJf прозрачен в некоторой области частот, то можно наблюдаті, интерференцию света в плоско-параллельной пластине по изменению интенсивности проходящего или отраженного луча. Длина волны света, при которой возникают стоячие волны, определяется условием тХ = 2nd, где т — порядок интерференционного максимума, a d — толщина пластины. Полосы будут смещаться с магнитным полем, поскольку показатель преломления п зависит от магнитного поля. Обычно этот эффект мал, но при исследовании альвеновских волн и геликонов это один из основных методов экспериментального наблюдения.
2. ЭФФЕКТЫ, СВЯЗАННЫЕ С ИЗМЕНЕНИЕМ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПРОХОДЯЩЕГО ИЛИ ОТРАЖЕННОГО ЛУЧА
а. Эллиптически поляризованный свет
Такая поляризация возникает в экспериментах, при которых изучается вращение плоскости поляризации света. Эллиптически поляризованная во л па может быть представлена как суперпозиция двух линейно-поляризованных волн, плоскости поляризации которых взаимно перпендикулярны. Если эти волпьі описываются 412 '
Е. Пейлик и Дж. Райт
а2 cos (т + ?2), то удоб-(13)
P-P2-P1- {Щ
Нетрудно показать [И], что
tg 2у = tg2a-cos?, (15)
sin 26 = sin 2а.sin ?, (16)
где Y — угол между большой полуосью эллипса и осью 1, а tg O = Ь/а — отношение меньшей полуоси к большей (фиг. 6).
Это отношение называют также степенью эллиптичности є. Заметим, что при sin б > 0 поляризация характеризуется правым вращением. Направление вращения показано на фиг. 6 стрелкой на контуре эллипса. Здесь взята правая координатная система, и поэтому волна выходит из плоскости чертежа на читателя.
Любое поляризационное состояние света можно представить себе как линейную комбинацию двух взаимно перпендикулярных плоских поляризаций. Оптический элемент, который пропускает (или отражает) эти два поляризационных состояния по-разному, будет создавать фазовый сдвиг между этими поляризационными состояниями, Такой элемент можно назвать дихроической линией задержки. Определим линейную дихроическую линию задержки. Пусть фазовый сдвиг, возникающий после прохождения через элемент лучей, поляризованных вдоль осей 1 и 2, равен ? = ?j — ?2> а отношение их интенсивностей г = г^fri. Если падающий луч поляризован вдоль биссектрисы угла между осями 1 и 2, то проходящий луч будет характеризоваться углом поворота главной полуоси у и эллиптичностью е, причем
^cospi" . (17)
выражениями E1 — аі cos (т + ?i) и E2-но ввести параметры
a = arctg — ,
Фиг. 6. Параметры эллиптичегкп-
иоляривованного света. Стрелка на контуре алллпеа показывает направление вращения в волне правой эллиптической поляризации, которая вы-ходит иа плоскости чертежа на читателя.
sin 26 = sin ?.
1 -j- r r
(18) Гл. 10. Магнетоплазменные аффекты
Эти формулы связывают угол поворота и эллиптичность с фазовым сдвигом и относительным коэффициентом пропускания для линейной дихроической ЛИВИИ задержки.
Когда магнитное поле перпендикулярно направлению луча света (конфигурация Фойгта), благодаря наличию свободных носителей возникает линейная дихроическая задержка, или линейный дихроизм. Когда луч света распространяется вдоль магнитного поля (конфигурация Фарадея), благодаря наличию носителей возникает круговая дихроическая задержка, или круговой дихроизм. В этом случае в качестве базисных поляризационных состояний следует выбрать правую и левую круговую поляризацию света. Если падающий луч поляризован в горизонтальной плоскости, то луч, прошедший через линию круговой дихроической задержки, будет иметь фазовый сдвиг между правой и левой круговыми компонентами ? = ?+ — ? _ и отношение их интенсивно-стей будет г = г+/г _. Тогда угол поворота большой полуоси и эллиптичность определяются формулами
tg2T = tg?, (19)
sin 20 = ^, (20)
Угол поворота большой полуоси зависит только от фазового сдвига ?, а эллиптичность — только от относительного коэффициента пропускания г.
б. Фазовый сдвиг при отражении в отсутствие магнитного поля
