Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть I. Васильев А.Н - 28 стр.

UptoLike

êðèñòàëëîâ, äëÿ êîòîðûõ
ew
1
2
1~
ïðè
0
, ìû ðàññìàòðè
-
âàòü íå áóäåì.
Ñîîòíîøåíèÿ (1.21) è (1.22) ïî èìåíè àâòîðîâ íàçûâàþò
-
ñÿ äèñïåðñèîííûìè ñîîòíîøåíèÿìè Êðàìåðñà—Êðîíèãà [26,
27]. Ýòè ñîîòíîøåíèÿ â ïðèíöèïå ïîçâîëÿþò çíàòü òîëüêî
îäíó èç ôóíêöèé (
e
1
èëè
e
2
), íî âî âñåé îáëàñòè ÷àñòîò, è ïî
-
ëó÷èòü ïî íèì âòîðóþ ôóíêöèþ.
×àñòîòà
w
â ñîîòíîøåíèÿõ (1.21) è (1.22) (ðàâíî êàê è ïå
-
ðåìåííàÿ èíòåãðèðîâàíèÿ
x
) ìîæåò ìåíÿòüñÿ â ïðåäåëàõ îò
äî
¥
. Áîëåå åñòåñòâåííî ðàáîòàòü òîëüêî ñ ïîëîæèòåëüíû
-
ìè çíà÷åíèÿìè ÷àñòîòû. Äëÿ ýòîãî íåîáõîäèìî ñâÿçàòü
()
~
ew-
ñ
()
~
ew
. Â ôîðìóëå (1.20)
()
$
e tt-
¢
ñâÿçûâàåò äâå äåéñòâèòåëüíûå
âåëè÷èíû
()
D t
è
()
E t
, ïîýòîìó
()
$
e tt-
¢
òîæå ÿâëÿåòñÿ äåéñòâè
-
òåëüíîé ôóíêöèåé. Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî åå Ôóðüå-êîìïîíåí
-
òû óäîâëåòâîðÿþò ñîîòíîøåíèþ
() ()
~~
ew e w-=
*
èëè
() () () ()
ew e w ew e w
11 2 2
=- =--,
. (1.23)
Òîãäà ôîðìóëû (1.21) è (1.22) ìîãóò áûòü ïðèâåäåíû òîëüêî
ê ïîëîæèòåëüíûì ÷àñòîòàì:
()
()
ew
p
e
w
1
2
22
0
1
2
-=
-
¥
ò
V.p.
xx
x
dx
, (1.24)
()
()
ew
ps
w
w
p
e
w
2
1
22
42
1
-=-
-
-
¥
ò
V.p.
x
x
dx
. (1.25)
Ñîîòíîøåíèÿ (1.21) è (1.22) ïðåäñòàâëÿþò è ñàìîñòîÿ
-
òåëüíûé èíòåðåñ, è ìû åùå îáñóèì èõ íèæå. Âåðíåìñÿ òåïåðü
ê ïåðâîíà÷àëüíîé öåëè íàøåãî îáñóæäåíèÿ – ïîëó÷åíèþ îï
-
òè÷åñêèõ ôóíêöèé èç ñïåêòðîâ îòðàæåíèÿ.  ïðèíöèïå ìîæíî
ïîëó÷èòü ñèñòåìó äâóõ íåëèíåéíûõ èíòåãðàëüíûõ óðàâíåíèé,
èñïîëüçóÿ ñâÿçü
e
1
è
e
2
ñ êîìïëåêñíûì êîýôôèöèåíòîì îòðà
-
æåíèÿ
~
r
. Îäíàêî ðåøèòü òàêóþ ñèñòåìó ÷ðåçâû÷àéíî òðóäíî.
Ðÿäîì àâòîðîâ (ñì., íàïðèìåð, [28, 29]) áûë ïðåäëîæåí ìå
-
òîä íàõîæäåíèÿ îïòè÷åñêèõ êîíñòàíò èç äèñïåðñèîííûõ ñîîò
-
íîøåíèé íåñêîëüêî äðóãîãî âèäà. Ïðè ýòîì â êà÷åñòâå àíàëè
-
òè÷åñêîé ôóíêöèè, íå èìåþùåé ïîëþñîâ â âåðõíåé ïîëóïëîñ
-
êîñòè êîìïëåêñíîé ÷àñòîòû
~
w
, ðàññìàòðèâàåòñÿ ëîãàðèôì
êîìïëåêñíîãî êîýôôèöèåíòà îòðàæåíèÿ ïî àìïëèòóäå
~
rRe
i
=
j
, ãäå
()
jw
ôàçîâûé ñäâèã ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíû
27
êðèñòàëëîâ, äëÿ êîòîðûõ e1 ~ 1 w2 ïðè w ® 0, ìû ðàññìàòðè-
âàòü íå áóäåì.
      Ñîîòíîøåíèÿ (1.21) è (1.22) ïî èìåíè àâòîðîâ íàçûâàþò-
ñÿ äèñïåðñèîííûìè ñîîòíîøåíèÿìè Êðàìåðñà—Êðîíèãà [26,
27]. Ýòè ñîîòíîøåíèÿ â ïðèíöèïå ïîçâîëÿþò çíàòü òîëüêî
îäíó èç ôóíêöèé (e1 èëè e2 ), íî âî âñåé îáëàñòè ÷àñòîò, è ïî-
ëó÷èòü ïî íèì âòîðóþ ôóíêöèþ.
      ×àñòîòà wâ ñîîòíîøåíèÿõ (1.21) è (1.22) (ðàâíî êàê è ïå-
ðåìåííàÿ èíòåãðèðîâàíèÿ x) ìîæåò ìåíÿòüñÿ â ïðåäåëàõ îò
- ¥ äî ¥. Áîëåå åñòåñòâåííî ðàáîòàòü òîëüêî ñ ïîëîæèòåëüíû-
ìè çíà÷åíèÿìè ÷àñòîòû. Äëÿ ýòîãî íåîáõîäèìî ñâÿçàòü ~e(-w) ñ
~e(w). Â ôîðìóëå (1.20) e$ (t - t ¢) ñâÿçûâàåò äâå äåéñòâèòåëüíûå
âåëè÷èíû D(t) è E(t), ïîýòîìó e$ (t - t ¢) òîæå ÿâëÿåòñÿ äåéñòâè-
òåëüíîé ôóíêöèåé. Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî åå Ôóðüå-êîìïîíåí-
òû óäîâëåòâîðÿþò ñîîòíîøåíèþ ~e(-w) = ~e * (w) èëè

    e1 (w) = e1 (-w) ,    e2 (w) = -e2 (-w) .             (1.23)
Òîãäà ôîðìóëû (1.21) è (1.22) ìîãóò áûòü ïðèâåäåíû òîëüêî
ê ïîëîæèòåëüíûì ÷àñòîòàì:
                               2( )
                          ¥ xe x
                   2
    e1 (w) - 1 =     V.p. ò         dx ,                  (1.24)
                   p         2
                          0 x -w
                                  2


                                 1( )
                              ¥ e x -1
               4ps    2w
    e2 (w) -       =-    V.p. ò         dx .              (1.25)
                w      p          2
                             -¥ x - w
                                      2


     Ñîîòíîøåíèÿ (1.21) è (1.22) ïðåäñòàâëÿþò è ñàìîñòîÿ-
òåëüíûé èíòåðåñ, è ìû åùå îáñóèì èõ íèæå. Âåðíåìñÿ òåïåðü
ê ïåðâîíà÷àëüíîé öåëè íàøåãî îáñóæäåíèÿ – ïîëó÷åíèþ îï-
òè÷åñêèõ ôóíêöèé èç ñïåêòðîâ îòðàæåíèÿ.  ïðèíöèïå ìîæíî
ïîëó÷èòü ñèñòåìó äâóõ íåëèíåéíûõ èíòåãðàëüíûõ óðàâíåíèé,
èñïîëüçóÿ ñâÿçü e1 è e2 ñ êîìïëåêñíûì êîýôôèöèåíòîì îòðà-
       ~ Îäíàêî ðåøèòü òàêóþ ñèñòåìó ÷ðåçâû÷àéíî òðóäíî.
æåíèÿ r.
Ðÿäîì àâòîðîâ (ñì., íàïðèìåð, [28, 29]) áûë ïðåäëîæåí ìå-
òîä íàõîæäåíèÿ îïòè÷åñêèõ êîíñòàíò èç äèñïåðñèîííûõ ñîîò-
íîøåíèé íåñêîëüêî äðóãîãî âèäà. Ïðè ýòîì â êà÷åñòâå àíàëè-
òè÷åñêîé ôóíêöèè, íå èìåþùåé ïîëþñîâ â âåðõíåé ïîëóïëîñ-
êîñòè êîìïëåêñíîé ÷àñòîòû w,     ~ ðàññìàòðèâàåòñÿ ëîãàðèôì
êîìïëåêñíîãî êîýôôèöèåíòà îòðàæåíèÿ ïî àìïëèòóäå
r~ = R e ij , ãäå j(w) – ôàçîâûé ñäâèã ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíû

                                   27