بخشی از مقاله
چکیده -
در این گزارش روشی معرفی می شود که در آن از ریز کاواك اپتیکی پدید آمده بین نوك یک کاوشگر فیبر نوري تک حالته نوك تخت و سطح هر نمونه مقابل آن - و یا ریز کاواك اپتیکی - PF-S براي بررسی ویژگی ریز اپتیکی آن نمونه استفاده می شود. پس از گردآوري و انبارش مقادیر شدت فریزهاي باز تابشی پدید آمده، از سر دیگر کاوشگر فیبر نوري، پوش کامپیوتري کمینه هاي فریز ها ترسیم می شود. بکارگیري نمودار پوش کمینه هاي بدست آمده ، بجاي خود فریزهاي بازتابشی، باعث افزایش دقت سنجش محدود شده به نصف طول موج نور لیزر بکار گرفته، تا حدود نانومتر، می شود. در حقیقت، با بکارگیري روش فوق، سیستم میکروسکوپی به یک سیستم نانوسکوپی تبدیل می شود. علاوه بر معرفی مدل ، اثر پارامتر ریلی باریکه نور گوسی مورد استفاده و نمایانی فریزهاي گردآوري شده بر روي اندازه گیري ریزاپتیکی نمونه مورد نظر توضیح داده می شود.
کلید واژه- میکرواپتیک ، نانو اپتیک، سیستم هاي میکرو - و نانو - اپتیکی، میکروکاواك اپتیکی، درهمروي بازتابشی، نمایانی فریزها.
-1 مقدمه
گزارش هاي موجود درباره ریزکاواك هاي فبري- پرو به دو دسته داخلی 1] و[2 و خارجی [3-5] تقسیم می شوند. در دسته اول، محیط بین دو آینه، با بازتابش هاي نسبتأ بالا که در طول فیبر نوري ساخته می شوند، به عنوان ریزکاواك اپتیکی مورد استفاده قرار می گیرد. در دسته دوم، ریزکاواك اپتیکی در فضاي بین سطح نوك فیبر نوري و معمولا سطح نوك فیبر نوري دیگري که در مقابل آن قرار دارد تشکیل می شود. ریز کاواك اپتیکی بین نوك تخت فیبر نوري و سطح نمونه - و یا ریز کاواك اپتیکی - PF-S، که در این گزارش مورد بررسی قرار می گیرد، را می توان از دسته دوم مورد اشاره در بالا در نظر گرفت. ریز کاواك فوق می تواند براي مطالعات ریز اپتیکی نمونه ها به کار گرفته شود. با به کارگیري روش ارایه شده، می توان توان جداسازي این ریز کاواك را به محدوده نانومتري رسانید. در بخش 2 گزارش فوق، ریز کاواك اپتیکی PF-S معرفی می شود و سپس در بخشهاي 3، 4 و 5 به ویژگیها و کاربردهاي آن پرداخته می شود. نتیجه گیري و برداشت کلی از گزارش در بخش 6 آورده می شود.
-2 ریز کاواك اپتیکی PS-F
روشی منحصر بفرد براي ارایه مدل نظري بررسی درهمروي بازتابشی در ریز کاواك اپتیکی PF-S بیان می شود. مدل فوق بر سه فرض استوار است: نخست، تابش اسکالر فیبر نوري تک حالته مورد استفاده، در شرایط موجبري ضعیف، با یک باریکه همدوس گاوسی [6] تقریب زده می شود. دوم، این باریکه متشکل از پرتو هاي نوري، با نمایه ي عرضی گوسی، فرض می شود.[7] در عمل انتشار نور در این ریز کاواك را ترکیبی با ویژگی موجی، در محیط داخل، و ویژگی هندسی، بر روي سطوح آن، در نظر گرفته می شود.[8] سوم، تقریب پیرا محوري بر روي حاصل بدست آمده از پدیده درهمروي اعمال می شود. بخش هاي شرکت کرده در درهمروي پدید آمده در ریز کاواك فوق عبارتند از، نور باز تابشی از سطح فیبر و باقیمانده دیگر آن که در اثر بازتابشهاي پی در پی داخل ریزکاواك بوجود آمده و به فیبر جفت می شوند. آنچه واضح است تغییر تدریجی دامنه و فاز نور و باز تابشهاي پی در پی جفت شده به فیبر، همراه با ثابت ماندن شکل گوسی آنها، می باشد. بنابراین، نتیجه درهمروي باز تابشی برابر با حاصل جمع این باز تابشهاست. شدت نور حاصل از آن به شکلی که در رابطه زیر داده شده، خلاصه شده است.
-3 نانوسکوپی ناشی از به کارگیري پوش
فریزهاي ناشی از پدیده درهمروي بازتابشی در ریز کاواك اپتیکی PF-S، به تناسب مقدار دامنه نمار بازتابش نمونه، نرخ تغییر در همنه هاي AC و DC نمودار گیري ویژگیهاي اپتیکی نمونه در مقیاس میکرو - و یا نانو - کاربرد داشته باشد که یک روش یکتا، از لحاظ بکارگیري یک سیستم میکرومتري براي اندازه گیري ویژگیهاي نمونه مورد نظر، در مقیاس نانو متري، می باشد. در روش فوق نمودار پوش کمینه هاي شدت نسبی فریزهاي درهمرفته بازتابشی توسط یک پردازشگر کامپیوتري بدست آورده می شود. اندازه اي از کاواك که در ازاء کمینه مقدار نمودار فوق بدست آورده می شود، می تواند معرف مقدار دامنه نمار باز تابش در آن مکان بخصوص نمونه مورد نظر باشد. در شکل - 2 - ، بعنوان مثال، نمودار پوش کمینه مقادیر شدت نسبی فریزهاي درهمرفته باز تابشی I0 Low. Env. I - ، براي چند نمونه بخصوص با مقادیر دامنه نمار باز تابشی، به ترتیب از چپ به راست، بین 0/214 تا 0/9 ترسیم شده است.
-4 نمایانی فریز هاي درهمروي به عنوان یک
کاربرد اندازه گیري دیگر
علیرغم اینکه در فواصل انتشار مورد نظر هم لیرز و هم فیبر نوري تک حالته به عنوان چشمه هاي همدوس عمل می کنند، نمایانی فریزهاي بازتابشی آشکار شده در ریز کاواك اپتیکی فوق مقدار ثابتی باقی نمی ماند. مطابق آنچه در شکل - 3 - نمایش داده شده، بسته به نمونه هاي مختلف شرکت کرده، نمایانی فریزهاي درهمروي در ازاء اندازه هاي نسبی بخصوصی از ریز کاواك اپتیکی به بیشینه مقدار خود می رسد، در نتیجه اندازه ریزکاواك اپتیکی که در ازاء آن نمایانی فریز هاي درهمروي بیشینه می شود می تواند
