Metoda digitální holografické tomografie pro 3D pozorování doménových struktur ve feroelektrickém monokrystalu

Title:

Metoda digitální holografické tomografie pro 3D pozorování doménových struktur ve feroelektrickém monokrystalu
Method of digital holographic tomography for 3D imaging of domain structures in ferroelectric single crystals

Creator:

Mokrý, Pavel, Steiger, Kateřina, Václavík, Jan, Vápenka, David, and Lédl, Vít

Identifier:

https://cdk.lib.cas.cz/client/handle/uuid:00fcd7a0-69bb-420a-a672-d9b41170bea7
uuid:00fcd7a0-69bb-420a-a672-d9b41170bea7

Subject:

digital holographic tomography, ferroelectric domain structures, 3D imaging, digitální holografická tomografie, feroelektrické doménové struktury, and 3D pozorování

Type:

model:article and TEXT

Format:

bez média and svazek

Description:

This paper presents the analysis of the method for three-dimensional (3D) imaging of domain structures in ferroelectric single crystals based on digital holographic tomography. It is known that macroscopic properties of ferroelectric materials are to a large extent enhanced by domain structures. In order to get insight into the role of domain structures on the macroscopic properties requires experimental techniques, which allow the accurate 3D measurement of spatial distribution of ferroelectric domains in a single crystal. Unfortunately, current imaging techniques of ferroelectric domains have their limitations. The most commonly used method is piezoelectric atomic force microscopy, which allows two-dimensional field observations on the surface of a ferroelectric sample. Optical methods, which are based on domain pattern observation from a single constant view angle, allow the determination of domain parameter averaged over the sample volume. In this work, using numerical simulations we analyze a method which determines the spatial distribution of ferroelectric domains by measuring the waveform deformation of transmitted optical wave from several angles. The method is based on the idea that the spatial distribution of the ferroelectric domains can be determined by measuring the spatial distribution of the refractive index. Finally, it is demonstrated that the measurement of waveform deformations, which are transmitted in different angles through a ferroelectric single crystal with domains, provides data that can be further processed by conventional tomographic methods. and Tento článek pojednává o vývoji a implementaci digitální holografické tomografie pro třídimenzionální (3D) pozorování doménových struktur ve ferroelektrických monokrystalech. Feroelektrické materiály představují skupinu materiálů, jejichž makroskopické dielektrické, elektromechanické a elastické vlastnosti jsou značně ovlivněny přítomností doménových struktur. Pochopení vlivu doménových struktur na výše uvedené vlastnosti vyžaduje experimentální techniky, které umožňují přesné 3D měření prostorového rozložení feroelektrických domén v monokrystalu. Bohužel, současné techniky 3D pozorování feroelektrických domén mají svá omezení. Nejčastěji používaná metoda je piezoelektrická mikroskopie atomových sil, která umožňuje 2D pozorování domén na povrchu feroelektrického vzorku. Optické metody, založené na měření dvojlomu, umožňují určit parametry doménových vzorků zprůměrované v celém objemu vzorku. V této práci analyzujeme pomocí numerických simulací metodu, která umožňuje určit prostorové rozložení feroelektrických domén měřením deformace vlnoplochy přenesené optické vlny z několika úhlů. Metoda je založena na myšlence, že prostorové rozložení feroelektrických domén může být určeno měřením prostorového rozložení indexu lomu. Nakonec je demonstrováno, že měření deformací vlnoplochy, procházející pod různými úhly feroelektrickým monokrystalem s doménami, poskytují data, která mohou být dále zpracovávána konvenčními tomografickými metodami.

Language:

Czech

Rights:

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
policy:public

Coverage:

55-58

Source:

Jemná mechanika a optika: věda - výzkum - technologie - realizace : technický oborový časopis = Fine mechanics and optics | 2018 Volume:63 | Number:2

Harvested from:

CDK

Metadata only:

false