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轨道平面上下圆偏振处观察了非晶GdFe样品的磁畴结构,显示磁对比的反转。为了通过XMCD获得磁对比度,通过CZP前面的一个孔来选择轨道外发射的圆偏振X射线,该孔掩盖了入射辐射的上半部分或下半部分。图2显示了在706 eV的Fe L3边缘记录的非晶GdFe体系的磁畴结构,辐射在存储环轨道平面上下各2.5 mm。可以清楚地看到,磁性对比在圆极化感反转时是相反的。将这两幅图像相互分割,可以消除非磁性背景,增强磁性对比度。磁性软x射线显微镜的主要优点之一是,作为一种纯光子进/光子出技术,在图像采集过程中可以对样品施加任何强度和任何方向的外磁场。因此,可以详细研究磁化反转过程,例如完整磁化切换周期中畴的 ...
射的光束通过圆偏振收集光学元件(QWP和LP),用长通滤光片(LPass)过滤,然后聚焦到光纤上,该光纤通向带有CCD相机(Andor)的750毫米光谱仪。采用可调谐连续波光源进行光激发。图1.a)是极化PL设置。在输入端和输出端分别加一个短通(SPass)和长通(LPass)来降低泵浦激光噪声。在收集方面,光纤可以通向光谱仪或单光子计数器。泵浦探针时间分辨装置b)有一个FM(翻转镜),可用于在TR(光电二极管)和TRKR(平衡光电二极管)测量之间切换。S是样本的缩写。所有的时间分辨测量都是在Quantum Design的OptiCool的测试版中完成的(图2)。该系统的温度范围为1.5 - ...
现的,平面内圆偏振光源具有接近带隙能量分离的光子能量。这将在半导体中产生净非平衡自旋取向具有适当的自旋偏振光学跃迁的系统。当系统松弛时,会有一个优先的自旋方向,这将表现为PL中两个圆螺旋度(I+(−))之间的强度差。通过计算圆极化度,可以直接读出自旋极化,P = (I+−I−)/(I+ + I−)。描述半导体P的稳态速率方程为:式中P0为激发时圆偏振度。τr和τs分别为复合寿命和自旋寿命。这种极化可以在磁场中进一步研究。事实上,对于相对于样品施加的面外场,塞曼效应将分裂自旋水平。这导致读出偏振不平衡,即使是线偏振光,这一结果可用于研究磁场与材料中载流子自旋的耦合程度。注意,复合寿命与自旋寿命的 ...
入射角下的椭圆偏振测量。该腔体的设计可以安装在WoollamM2000旋转补偿椭圆计d的臂上,无需对仪器进行任何修改,本仪器的设计原则上与任何水平安装的椭偏仪兼容。图1-12(b)是AlexandreZimmer等人设计的基于旋转补偿的椭偏仪的耦合流池,它直接安装在测角仪上,可以实现实时采集椭偏数据和电化学数据。耦合流池,由聚醚醚酮(PEEK)制成,包括两个石英窗口,允许椭圆光束垂直经过并到达工作电极表面再反射垂直经过出去,其中椭偏光束的入射角是66°。流动池(约40毫升),包含一个面对工作板的铂栅对电极和一个KCl饱和甘汞参比电极。电池中电解液的更新是由两个泵(型号323E,WatsonMa ...
单色入射光(圆偏振光与线偏振光)来激发由电极电位控制的电极表面,然后测定出散射得到的光谱信号,如频率、强度及偏振性能变化与电极的电位或者电流强度的变化关系。在位傅里叶红外光谱仪法(FTIRS)是由Bewick等人在20世纪80年代早期首创的。在位傅里叶变换红外光谱仪可以获取电极上中性和离子吸附物的分子信息,以及参与电化学反应的溶液种类。大量的研究已将在位FTIRS由光滑的表面向粗糙的表面扩展,由静态条件向动态条件扩展,由水相系统向非水相系统扩展。利用在位FTIRS技术可以得到的电化学双分子层等图像信息,达到对电催化反应以及带电界面过程更深刻的理解。图1-11两种在位FTIRS电池设计图两种在位 ...
损伤的在位椭圆偏振法来监测CsPbI3薄膜在室温至340℃热变色过程中三个显著相变的光学性质演变等。除了上述椭偏仪常规薄膜的研究以外,椭偏仪还用于自组装单层膜(SAMs)厚度的研究。自早期实验以来,椭圆偏振谱已被广泛应用于自组装单层膜的厚度测定。利用椭偏仪测量得到SAMs表面光谱特性,可以得到SAMs的光学性质以及形态结构,如界面形态等。随着自组装单层膜(SAMs)监测表征技术的发展,红外椭圆偏振光谱(IRSE)作为表征纳米结构的一种强有力的工具,特别是自组装单分子膜(SAMs)的表征上,已得到极大的发展。与传统的傅里叶变换红外反射吸收光谱(FT-IRRAS)相比,IRSE在测定高反射率波长区 ...
位监控原理椭圆偏振法在位监控是指在材料生长或表面吸附过程中进行在位测量。标准的椭圆偏振装置可以实现样品的实时监测和控制过程。在位监控原理如1-2所示,在位测试的搭建过程中,需要注意测试装置、椭偏仪的匹配。监测窗口要位于测试沉积基底较远的地方,以避免沉积在窗口上。此外,监测窗口会影响光的偏振状态,因此必须对其进行表征。图1-2利用椭偏仪测量的示意图反射椭偏仪是研究薄膜生长和表面吸附的一种有力工具。在位椭偏谱测量中,应用zui广泛的仪器是旋转偏振片椭偏仪。在旋转偏振片椭偏仪中,仪器的起偏器或检偏器(RPE)、分析仪(RAE)或补偿器(RCE)随时间连续旋转。另外一种相位调制椭偏仪(PME),没有活 ...
非偏振分光镜对椭偏仪的影响(一)-系统原理Hazebroek等人于1973年首次提出了干涉式椭偏测量的概念,针对其中存在的问题,有人提出了使用塞曼激光和声光调制器的系统设计,还有人提出采用电光调制和波长调制半导体激光器的方案。Watkins采用压电晶体振荡的方法产生拍频,实验测量了SiO2膜,zui佳测量不确定度可达360pm。以上理论研究和实验表明,干涉式椭偏测量技术对于实时、快速薄膜测量有很好的应用价值与市场潜力,但外差干涉测量中存在的非线性误差是阻碍该技术实际应用的主要原因。外差干涉测量系统中的非线性误差一直是国内外研究热点,研究人员对激光源、偏振分光镜、波片、反射镜等误差源开展了很多研 ...
2Π。2.椭圆偏振态一般情况下,相互垂直的两束正弦振荡的电磁波具有相同的频率和稳定的相位差,此时所形成的李萨如图形是一个椭圆,因此,线偏振光和圆偏振光都可以认为是椭圆偏振光的特例。对上面的两个公式进行运算可以得到一般椭圆偏振光的轨迹方程:标准椭圆方程的形式含有半长轴a和半短轴b,表示为:将上式围绕坐标轴旋转一个角度ψ得到:然后把两个分量带入上面两个椭圆方程可以得到:从这个方程组可以获得偏振椭圆的长半轴取向角ψ:偏振椭圆的形状可以用椭圆率来表示,椭圆率就是椭圆短半轴长度与长半轴长度的比值:其中-1<e<1.用椭圆率角来表示椭圆,如:通过引入辅助角σ(O≤σ≤w/2),椭圆率角和取向角 ...
应,它可以用圆偏振或线偏振入射光来观察。除了观察到新的效应外,求和规则的理论进展也刺激了x射线磁光学的发展。特别是,x射线磁性圆二色性(XMCD)的理论推导和规则被证明在原子尺度上检查固体的磁性时非常有用。这些求和规则将左圆偏振光和右圆偏振光的x射线吸收光谱与材料中特定元素的自旋和轨道矩联系起来。因此,可以获得元素的特定信息,这是超出价带MO光谱的巨大优势。尽管在推导求和规则时涉及了大量的近似,但它们在实践中是令人信服的。获得自旋或轨道矩的精度约为10%至20%,但有时只有50%。Altarelli(1997)讨论了各种x射线MO效应。在标准MO克尔实验中检测到的反射光的频率与入射光的频率相同 ...
该模型基于左圆偏振光和右圆偏振光与固体中的经典电子振子的耦合方式不同的观点。德鲁德(1900a, 1900b)进一步扩展了理论。对MO效应的基本认识随着量子力学的发展而增长。Hulme(1932)和Halpern(1932)首先提出法拉第效应是由自旋-轨道(SO)耦合下的自旋极化电子运动引起的。休姆在他的考虑中使用了克拉默斯-海森堡色散方程,该方程根据电偶极子算子的能量特征值和矩阵元素给出了折射率(克拉默斯和海森堡1925)。他通过考虑SO诱导的能量特征值分裂来解释左圆偏振光和右圆偏振光折射率的差异,但忽略了SO耦合对波函数的影响。Kittel(1951)认为,SO耦合对波函数的影响可以产生同 ...
此时入射光的圆偏振分量不影响实际定标。因此,仅选择入射光的斯托克斯参数中两个线偏光分量S1和S2作为未知参数即可;(2)校准过程中,波片快轴相对于起偏器透射光轴存在的误差为。此外,由于制造误差,定标单元的波片可能并非精确的1/4波片。假设波片的相位延迟为δ,非线性zui小二乘拟合定标中将和δ作为未知参数;(3)系统透射率和仪器矩阵X的15个矩阵元作为未知参数。zui终,公式(1)写为:定标单元中,起偏器和波片分别以步长Δθ=45°独立旋转,获得64组调制偏振态,斯托克斯椭偏仪探测得到64组光强,记为利用非线性zui小二乘拟合方法求解公式(2)中的所有未知参数,拟合函数如式(3)所示,其中i代表 ...
态有线偏振、圆偏振和椭圆偏振。上面提到,光波可以分解为xy轴电场振动矢量。然而,当光通过某一样品时,其偏振态会改变,因为Ex和Ey分量会产生一个位相差,如下图所示,1.2 光束通过样品前后的位相变化图中的相位延迟角δ即为位相差,位相差不同时,偏振态不同。我们将所有的情况都考虑,可以得到下面这个公式:当位相差为0°或180°时可以获得线偏振光。当δ=90°,并且Ax=Ay时,表示圆偏振光。当位相差是上述以外的其他情况,偏振态的矢量方向是椭圆,这种偏振称为椭圆偏振。(3)双折射双折射有两个折射率,即在不同偏振方向光波传播速度不同。可以这样理解,不同方向的偏振光传播的过程中,所走过的路程折射率不同, ...
板),它将椭圆偏振光转换为平面偏振光,以实现zui佳对比度调整。它们在垂直入射处是zui强的,在垂直入射处,面内域的克尔对比是不可能的。如果将具有相似畴相的透明材料在透射中成像,将观察到相同的对比度特征,但现在在法拉第,透射Voigt和透射梯度效应中。在图1中,选择垂直入射的垂直磁化石榴石膜来表示法拉第效应,因为这种极性几何结构在法拉第显微镜中zui常用。图1图1综述了可用于磁畴成像的四种传统磁光效应。从左到右依次为:效应名称及其发现年份、光学描述、对磁化矢量M的灵敏度、作者和首次应用于成像的年份,以及光学偏光显微镜的典型对比外观。畴图像取自具有垂直各向异性的单晶石榴石薄膜(上排)和厚度为0. ...
的全自 动椭圆偏振光谱系统研究[J]. 红外与毫米波学报, 2003, 22(1): 45-50.3陈修国, 袁奎, 杜卫超, 等 . 基于 Mueller 矩阵成像椭 偏仪的纳米结构几何参数大面积测量[J]. 物理学报, 2016, 65(7): 070703.4王战会, 靳刚 . 光学椭偏成像技术在生物分子研究中 的应用[J]. 生物工程学报, 2000, 16(4): 429-432.5包学诚 . 椭偏仪的结构原理与发展[J]. 现代科学仪 器, 1999(3): 58-61.6张恒 . 基于光度法及混合法的自动椭偏仪研究[D]. 广州: 华南师范大学, 2005: 21-307崔高增 ...
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