<<
>>

2.2 Фотонная модель прохождения света через кристалл с произвольным распределением рассеивающих OA.

В случае моделирования процесса взаимодействия света с OA внутри кристалла наиболее оптимальным является фотонная модель светового пучка, в которой следует учитывать все возможные варианты взаимодействия, т.е.

события, происходящие с фотоном внутри материала и на его границах, примеры которых представлены на рис 2.5.

Рис.2.5. Некоторые из наиболее вероятных сценариев для траекторий фотонов из начального гауссова пучка, падающего на кристалл (Kp):

1) распространение без рассеяния и поглощение; 2) прохождение через кристалл без рассеяния; 3) отражение от входной поверхности кристалла строго в обратном направлении; 4) проникновение в кристалл, рассеяние и вылет через боковую поверхность; 5) проникновение в кристалл, отражение от выходной поверхности назад и вылет из кристалла без изменения направления; 6) проникновение в кристалл, рассеяние и вылет из кристалла;

7) отражение от неровности микрорельефа входной поверхности с изменением направления (диффузное рассеяние)

В детерминированных случаях (отражение, полное внутреннее отражение, прямолинейное распространение) при каждом взаимодействии рассчитывается изменение траектории фотона согласно законам

геометрической оптики. Эти законы, как известно [4], выводятся из положений волновой теории и не противоречат ее принципам. Соответствующие величины - коэффициенты отражения - трактуются в данной модели как вероятности отражения.

В случаях, когда исходы носят случайный характер (поглощение или рассеяние фотона на некоторый угол Θ), описание в рамках расчётной модели состоит во введении вероятностных величин - а и P(θ), имеющих следующий физический смысл.

При строгом выполнении закона экспоненциального ослабления света в веществе (2.11), величина а - это экспоненциальный показатель поглощения света. В нашей модели α = ра - это вероятность поглощения фотона на единицу пути в веществе.

В случае отсутствия рассеяния становится корректной и формула [106,120,121], позволяющая рассчитать коэффициент пропускания света Tв зависимости от показателя поглощения а, толщины образца hи показателя преломления п, определяющего коэффициент отражения света Rпри его нормальном падении на поверхность (в формуле учитываются многократные отражения света от внутренних поверхностей) входной грани плоскопараллельного образца:

перпендикулярно поверхности образца с показателем преломления п.

Величина p(θ) определяется как плотность вероятности рассеяния фотона на угол Θ на единицу пути (рассеяние предполагается цилиндрически симметричным, и нет никаких физических предпосылок для отказа от такого предположения): p(θ)dθ - это вероятность того, что фотон будет рассеян на угол, лежащий между Θ и θ + dθ. При этом величина Psявляется полной вероятностью того, что фотон вообще будет рассеян:

В используемой в работе модели считается, что индикатриса рассеяния P(θ) может иметь, в зависимости от вида рассеивающей неоднородности, следующий вид:

• Круговая индикатриса. Соответствует рассеянию на самых мелких неоднородностях (а «λ), например, на примесных центрах.

• Рэлеевская индикатриса. Соответствует рассеянию на более крупных, но также малых по сравнению с длиной волны неоднородностях (а

<< | >>
Источник: Третьяков Сергей Андреевич. ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫ И МИКРОРЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ОПТИЧЕСКУЮ ОДНОРОДНОСТЬ МОНОКРИСТАЛЛОВ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Тверь 2019. 2019

Еще по теме 2.2 Фотонная модель прохождения света через кристалл с произвольным распределением рассеивающих OA.:

  1. Зависимость пропускания, поглощения и рассеяния света от объемных дефектов структуры и оптической однородности кристаллов.
  2. 2.1 Расчет индикатрис диффузионного отражения и рассеяния света поверхностями кристалла с известным микрорельефом с помощью метода геометрооптического приближения.
  3. 2.6 Модель синтеза множества характерных точек и обобщения сегментов и контуров объектов полученных с разных оптико­электронных датчиков
  4. 2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ УСТРОЙСТВОМ ТРЕХМЕРНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ С МНОЖЕСТВЕННЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ИЗОБРАЖЕНИЙ
  5. 3.4.2 Анализ результатов апробации программы по профилактике проявлений профессиональной деформации личности менеджера коммерческой организации через развитие профессионально-личностной компетентности
  6. Механизмы образования OA в кристаллах.
  7. 1.1. Классификация оптических аномалий в кристаллах.
  8. §3.4 Анализ результатов работы по профилактике проявлений профессиональной деформации личности менеджера коммерческой организации через развитие профессионально-личностной компетентности
  9. 3.4.1 Основные направления программы по профилактике проявлений профессиональной деформации личности менеджера коммерческой организации через развитие профессионально-личностной компетентности
  10. Глава I. ОПТИЧЕСКИЕ АНОМАЛИИ В КРИСТАЛЛАХ.
  11. 1.7. Влияние OA на характеристики оптических, оптоэлектронных и лазерных устройств на основе кристаллов.
  12. Связь между дефектами структуры и оптическими неоднородностями в кристаллах.
  13. Глава II МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЕТОВЫХ ПОТОКОВ C ВНУТРЕННИМИ ОБЪЕМАМИ И ПОВЕРХНОСТЯМИ КРИСТАЛЛОВ.
  14. ОГЛАВЛЕНИЕ