Странный эффект поляризации света?

Некоторое время я работал с ксеноновыми импульсными/разрядными лампами с окном MgF2. Сначала я охарактеризовал их спектры с помощью двух спектрометров нормального падения против калиброванной дейтериевой лампы. В данном конкретном случае он включал конструкцию типа Черни-Тернера.

В качестве дополнительного исследования я повернул одну из ксеноновых ламп-вспышек на 360° с шагом примерно в 45° и снял спектры с временным разрешением в диапазоне от 200 до 500 нм для каждого шага вращения. Разрешение по времени означает, что я проводил измерения/спектральные сканирования с интервалом 0,1 мкс с временем экспозиции 0,168 мкс. Поскольку время экспозиции больше интервала, я делал только одно спектральное сканирование на одну вспышку, для каждой вспышки с задержкой еще на 0,1 мкс. Я предполагаю, что это нормально, потому что интенсивность света, излучаемого разрядом по всему его спектру, стабильна при

о "=" 0,0294
Таким образом, для каждого шага вращения и каждого интервала я интегрирую весь калиброванный спектр. Если я нарисую результат, он будет выглядеть примерно так: какой-то сюжет

(Фактическая вспышка «видна» в течение примерно 1,5 мкс, в то время как «послесвечение» наблюдается в основном на более длинных волнах с интенсивностью менее 5% от максимальной в течение еще примерно 40 мкс.)

Насколько я понимаю, спектрометры нормального падения ведут себя как поляризационные фильтры. Поэтому я бы ожидал идеальных эллипсов - симметричных точек - если свет (частично) поляризован. То, что я вижу, выглядит иначе, несимметрично.

Если бы также сделали другой тип сюжета. Первый показывает, как это теоретически должно выглядеть:какой-то сюжет

И вот что я получаю:другая фигура

Я предполагаю, что вижу эллипсы. Большая полуось/максимальный радиус обозначены красным (1), малая полуось/минимальный радиус обозначены синим (-1).

Мои вопросы ... есть ли какой-либо физический контекст, который мог бы объяснить несимметричное поведение (кроме неопределенностей в измерениях?). Если нет, было бы уместно вписать многоточие в данные?

РЕДАКТИРОВАТЬ (1): Еще один Основываясь на ответе @akhmeteli, я изучил разные длины волн. Вверху слева: 230 нм; вверху справа: 260 нм; внизу слева: 362 нм; внизу справа: 461 нм. Первые три представляют собой спектральные линии, четвертая представляет собой случайный выбор без каких-либо особенностей. Мои данные имеют разрешение 0,2 нм. Здесь я интегрировал от лямбда-0,2 до лямбда+0,2 нм, максимально узко. У меня сложилось впечатление, что наблюдаемый эффект не (очень сильно) зависит от длины волны.

Однажды у меня была причина использовать (простую скучную аргонно-азотную) лампу-вспышку, и с тех пор я питаю к ним слабость (на самом деле я питаю слабость к множеству устаревших комплектов, которые до сих пор находят время от времени специализированное применение). Не возражаете, если я спрошу, какое у вас приложение?
Обыкновенная скучность... да, это хорошее описание моих ламп. Их использовали для фотоионизации пыли/частиц, в основном.
Я предполагаю, что лампа-вспышка находится в каком-то прозрачном корпусе, имеющем собственную диаграмму преломления какой-то бесполезной формы. Интересно, это способствует тому, что вы видите?

Ответы (2)

Не очевидно, что излучение поляризовано одинаково на каждой длине волны. Отражение скользящего падения зависит от длины волны. Так что, даже если предположить, что вы получите эллипс для каждой длины волны (и даже это не совсем понятно для меня: например, если линейно поляризованный свет проходит через поляризатор, можно было бы ожидать что-то вроде восьмерки, но я могу ошибаться), не очевидно, что после интегрирования получится эллипс. Чтобы проверить это, вы можете выполнить то же самое измерение, интегрируя по небольшой части спектра.

РЕДАКТИРОВАТЬ (20.12.2012): @ernestopheles убедил меня, что интегрирование по длине волны не может объяснить результаты. Тем не менее, все же возможно, что интегрирование по времени может объяснить результаты, поскольку интенсивность резко меняется в течение времени интегрирования, и не очевидно, что поляризация не меняется со временем. Чтобы проверить это, можно уменьшить время интегрирования.

Спасибо за ответ. Я отредактировал свой первоначальный вопрос и добавил еще один сюжет - изучение разных длин волн. Это выглядит довольно похоже на то, что раньше ... (?)
@ernestopheles: я согласен. Не могли бы вы рассказать мне больше о спектроскопе - например, используется ли зеркальная спектроскопия или что-то еще? Вы проверяли, могут ли коэффициенты Френеля объяснить ваши данные?
Я использовал автономное устройство... lot-oriel.com/files/downloads/andor/en/…
@ernestopheles: Похоже, это не спектрометр скользящего падения: andor.com/pdfs/specifications/… . Я пропустил что-то простое?
Я думаю, что нет. Моя ошибка, он включает монохроматор Черни-Тернера при нормальном падении. Хотя вопрос в принципе остается. (На самом деле существуют устройства Черни-Тернера со скользящим падением, но здесь это не так.)

Для меня это похоже на двойное лучепреломление окон, вызванное термическим напряжением. Ключевым сигналом здесь является зависимость от времени. Трудно увидеть, что происходит в первые мкс, но в течение следующих ~ 20 мкс вы видите ожидаемое поведение поляризации, затем все становится сумасшедшим, показывая удвоение паттерна примерно на 32 мкс, а затем некоторую случайность.

Похоже, что окно лампы нагревается, расширяется, а затем испытывает некоторую нагрузку из-за того, как оно установлено. Напряжение изменяет двойное лучепреломление по-разному в разных положениях окна (см., например, https://en.wikipedia.org/wiki/Photoelasticity ), и то, что вы измеряете, является некоторой средней поляризацией по всей поверхности окна. По мере охлаждения окна вслед за импульсом напряжение перераспределяется, изменяя поляризацию.

Начнем с того, что MgF 2 имеет двойное лучепреломление ( https://en.wikipedia.org/wiki/Magnesium_fluoride#Optics ), хотя окно, вероятно, прорезано по оси c кристалла, чтобы минимизировать это. По моему собственному опыту, сапфировые окна, вырезанные по оси c , также будут демонстрировать двойное лучепреломление при напряжении.

Этого эффекта трудно избежать даже при постоянных температурах, и иногда требуются героические усилия, чтобы установить окна без напряжения для приложений, чувствительных к поляризации. См., например, http://dx.doi.org/10.1063/1.3606437 (извините за платный доступ, но основная мысль в абстракции).

Странный эффект поляризации света?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v