Учёные из Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН предложили принципиально новую и более простую методику измерения длины волны излучения, позволяющую обнаружить изменения вплоть до 10⁻³ нм.

Для многих экспериментов важно знать длину волны источника света с большой точностью. К сожалению, длина волны лазера или светодиода меняется в зависимости от внешних условий, например, от температуры окружающей среды. Эти изменения в доли нанометра становятся важными, например, при изучении структурного положения ионов в металлах. Сегодня приборы калибруют с помощью анализа спектра излучения (спектрофотометрический метод), но это трудоёмкий процесс, требующий длительного поддержания стабильной температуры источника света.

Учёные из Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН предложили принципиально новую и более простую методику измерения длины волны излучения, позволяющую обнаружить изменения вплоть до 10−3 нм.

Работа была опубликована в журнале Научное приборостроение.

Эллипсометр – это оптический прибор, который обычно используется для определения характеристик вещества. В обычной ситуации через образец пропускают поляризованный свет с известной длиной волны, и по характеру сдвига его фазы судят о свойствах анализируемого вещества. Учёные из Новосибирска предложили решать с помощью эллипсометра противоположную задачу: пропускать луч света через вещество с известными характеристиками, чтобы рассчитать по характеру сдвига фазы длину световой волны.

Рис. 1. Схема устройства. Лазер оснащён поляризационным фильтром. Выходящий из него поляризованный свет попадает на компенсатор – пластинку, которая определённым образом сдвигает две взаимно перпендикулярных составляющих вектора электрического поля друг относительно друга. Модифицированный свет падает на отражатель, а затем на анализатор, определяющий характер сдвига фазы. В конце пути свет улавливается детектором.

Предварительная калибровка прибора позволяет рассчитать, каким именно должен быть сдвиг фазы для любой длины волны света. После измерений, зная характер сдвига фазы, исследователи рассчитывали длину волны источника света. В эксперименте авторы исследовали излучение одного и того же лазера при температуре 22 и 32 градуса Цельсия. Выяснилось, что в первом случае он генерирует свет с длиной волны 660,0 нм, а во втором – 660,6 нм. Такое незначительное изменение может серьёзно исказить результаты некоторых физических экспериментов. Авторы полагают, что их метод будет востребован, так как уже разработаны удобные, миниатюрные эллипсометры.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Д.В. Марин, В.Н. Федоринин, Тохир Хасанов Измерение длины волны источников излучения эллипсометрическим методом. – Научное приборостроение. – том 21. – март 2011.