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《南京大学》 2004年
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二氧化硅等材料的红外光谱学研究

王铁邦  
【摘要】: 非晶态SiO2玻璃是最重要的光纤材料,而晶态的α-石英晶体是广泛应用的光电材料。因此,二氧化硅材料的结构和光学性能成为光电材料和器件开发应用的重要研究课题。非晶SiO2和晶态的α-石英晶体在可见光波段范围内是完全透明的。光纤通讯主要应用的是红外光波。α-石英晶体所具有的压电效应在低频下已获得广泛的应用,把压电效应的应用拓展至红外波段必须研究α-石英晶体的红外波段的性质。而对红外光谱的研究又是一种研究样品红外波段性质的有效手段,本文用傅里叶变换红外光谱仪测量了SiO2玻璃和α-石英晶体的红外光谱,研究了红外光波在SiO2玻璃表面的反射特征以及在α-石英晶体中的传播。主要结果如下: 1.由反射光谱测量,观察到光学横波(TO)和光学纵波(LO)经过SiO2玻璃表面反射产生分裂,以及它们与入射角和入射光偏振态的关系。通过对反射光谱的Kramers-Kronig变换,确定在二氧化硅玻璃红外反射光谱中,1120 cm-1附近的峰是TO模式;1270 cm-1附近的峰是LO模式。TO模式和LO模式与入射角、入射光的偏振态的关系如下: (a)在不同的入射角以及入射光不同偏振态情况下,TO模式的频率ωTO仍保持一个常数1120 cm-1。 (b)非偏振光入射时,LO模式的频率ωLO随着入射角的增大而增大;LO模式的反射率R LO和TO模式的反射率RT O的比值R LO RTO随着入射角的增大而增大。 (c)偏振光入射时,ωLO与入射角和入射光的偏振方向都有关系。在45°入射角附近,ωLO几乎与入射光的偏振方向无关;在这个临近角45°两侧,ωLO和入射光的偏振方向的关系呈现相反趋势:当入射角小于45°,ωLO随着入射光极化仰角θ的增大而减小,当入射角大于45°,ωLO随着极化仰角θ的增大而增大。 (d)偏振光入射时,R LO RTO是入射角和入射光偏振态的函数。入射角在52°
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O433

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