You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ<br />
Όπου k συντελεστής απόσβεσης<br />
120<br />
( ) 2 2<br />
n− 1 + k<br />
R =<br />
( n+ 1) + k<br />
2 2<br />
Εξίσωση: 3.38<br />
Ο δείκτης διάθλασης (n) συνδέεται µε τη διηλεκτρική σταθερά (ε) και την ηλεκτρική<br />
αγωγιµότητα (σ) µέσω της σχέσης [6]:<br />
ε + iσ<br />
= = ε = ε + ε<br />
Εξίσωση: 3.39<br />
2<br />
n 1 i 2<br />
εω 0<br />
Τα πραγµατικά και φανταστικά µέρη των n και ε είναι [6]:<br />
2 2 2 ε + ε1 2 ε −ε1<br />
ε1 = n1 − n2 ε2<br />
= 2 nn 1 2 n1 = n2<br />
= Εξίσωση: 3.40<br />
2 2<br />
Με µια πρώτη προσέγγιση η επίδραση του Laser σε µεταλλικά υλικά µπορεί να θεωρηθεί<br />
ανεξάρτητη από το περιβάλλον. Οι οπτικές ιδιότητες των µετάλλων είναι αδιάρρηκτα<br />
συνδεδεµένες µε τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στοιβάδας – conduction free electrons. Το<br />
κύριο φαινόµενο το οποίο παρατηρείτε είναι η αλληλεπίδραση φωτονίων και ελευθέρων<br />
ηλεκτρονίων. Η οπτική συµπεριφορά ενός µεταλλικού υλικού εξαρτάται κατά κύριο λόγο<br />
από τα ελεύθερα ηλεκτρόνια αγωγιµότητας. Ο βασικός µηχανισµός περιγράφεται ως<br />
ακολούθως: ένα κβάντα ενέργειας απορροφάται από ένα ηλεκτρόνιο, το οποίο ανεβαίνει<br />
σε υψηλότερη ενεργειακή στοιβάδα και συγκρούεται µε άλλα ηλεκτρόνια καθώς και<br />
φωτόνια του πλέγµατος δίδοντας µέρος της ενέργειας του, η οποία εξωτερικεύεται ως<br />
θερµότητα. Λόγω εκφυλισµού του ηλεκτρονικού νέφους µόνο τα ηλεκτρόνια πλησίον της<br />
στάθµης Fermi (τα οποία είναι περισσότερο γνωστά ως ελευθέρα ηλεκτρόνια) καθορίζουν τις<br />
οπτικές ιδιότητες του µεταλλικού υλικού. Τα ηλεκτρόνια τα οποία διεγείρονται λόγω<br />
απορρόφησης της προσπίπτουσας ακτινοβολίας χάνουν ενέργεια για να επιστρέψουν στην<br />
κατάσταση ισορροπίας, αφού σκεδαστούν στα φωτόνια ή στις διάφορες ανωµαλίες του<br />
πλέγµατος. Στα µέταλλα δεν υπάρχουν συχνότητες συντονισµού για τα ηλεκτρόνια της<br />
εξωτερικής στοιβάδας. Η µόνη αλληλεπίδραση µε το κρυσταλλικό πλέγµα γίνεται µέσω των<br />
κρούσεων. Στην παράγραφο 3.3 παρουσιάστηκε η µιγαδική διηλεκτρική σταθερά ως<br />
συνάρτηση της ηλεκτρικής αγωγιµότητας. Ακόµη παρουσιάστηκε πως η συχνότητα του
Change language