UNIVERSITATEA ALEXANDRU IOAN CUZA DIN IAȘI

FACULTATEA DE FIZICĂ

Contribuții la studiul proprietăților optice a

unor materiale anizotrope uniax

Rezumatul tezei de doctorat

Conducător științific:

Prof. Univ. Dr. Emer. Dana-Ortansa DOROHOI

Doctorandă:

Adina-Elena SCRIPA (căs. TUDOSE)

Iași, 2018

2

În atenția _________________

Vă facem cunoscut că în data de 21 Septembrie 2018, ora 10.30, Sala L1, doamna Adina Elena SCRIPA (căs. TUDOSE) va susține, în ședință publică, teza de doctorat: ,,Contribuții la studiul proprietăților optice a unor materiale anizotrope uniax" în vederea obținerii titlului științific de doctor în domeniul fundamental Științe Exacte, domeniul Fizică. Comisia de examinare a tezei: Prof. univ. dr. Diana MARDARE Președinte Facultatea de Fizică, Universitatea "Al. I. Cuza" din Iași Prof. univ. dr. emer. Dana Ortansa DOROHOI Conducător științific Facultatea de Fizică, Universitatea "Al. I. Cuza" din Iași Conf. Dr. Habil. Simona CÎNTĂ- PÎNZARU Referent Facultatea de Fizică, Universitatea "Babeș-Bolyai" Cluj Napoca Cercetător Principal II Camelia HULUBEI Referent Institutul de Chimie Macromoleculară "Petru Poni" Iași Conf. Dr. Dan Gheorghe DIMITRIU Referent Facultatea de Fizică, Universitatea "Al. I. Cuza" din Iași Vă invităm pe această cale să participați la ședința publică de susținere a tezei de doctorat.

3

Mulțumiri

În primul rând doresc să adresez sincere mulțumiri Doamnei Prof. Univ. Dr. Dana Ortansa Dorohoi, sub îndrumarea căreia am elaborat teza de doctorat. Indicațiile, sfaturile și, mai ales, încurajările primite, precum şi discuţiile ştiiţifice purtate, au permis finalizarea studiilor doctorale. De asemenea, doresc să mulțumesc și comisiei de îndrumare formată din: Prof. Univ. Dr. Habil. Dorina Creangă, Conf. Dr. Dan Gheorghe Dimitriu și Conf. Dr. Silviu Gurlui pentru ajutor și susținere. În al doilea rând doresc să mulţumesc membrilor din comisia de susținere publică a tezei de doctorat: Doamnei Prof. Univ. Dr. Diana Mardare (Universitatea Alexandru Ioan Cuza din Iași, președinte comisie), Doamnei Conf. Dr. Habil. Simona Cîntă-Pînzaru (Universitatea Babeş-Bolyai Cluj-Napoca), Doamnei Cercetător Principal II Camelia Hulubei (Institutul de Chimie Macromoleculară Petru Poni din Iași) și Domnului Conf. Dr. Dan Gheorghe Dimitriu (Universitatea Alexandru Ioan Cuza din Iași), care au avut răbdarea și bunăvoința de a-mi analiza teza și de a-mi oferi observații despre anumite aspecte ale acestei lucrări. De asemenea, doresc să mulțumesc pentru întreg sprijinul acordat și sfaturile oferite, colegei noastre Dr. Mihaela – Liliana Ivan. În încheiere, doresc să îmi exprim recunoştinţa faţă de soțul meu Ovidiu-Gelu, fiica mea, Teodora-Andreea, și față de întreaga familie pentru bunăvoinţa, sprijinul lor, dar mai ales pentru răbdarea de care au dat dovadă pe tot parcursul studiilor doctorale.

4

Cuprinsul tezei Cuvânt înainte .............................................................................................. 5 PARTEA I .................................................................................................... 7 CAPITOLUL I - Studiul actual al cunoașterii în domeniul proprietăților electro-optice ale mediilor anizotrope ............................... 7

I.1. Legile de material ale mediilor cristaline ....................................... 7 I.2. Proprietățile electro–optice ale mediilor anizotrope ..................... 8 I.3. Propagarea undelor electromagnetice în medii anizotrope .......... 8

CAPITOLUL II ........................................................................................... 9 II.1. Carateristici generale ale mediilor anizotrope ............................. 9

CAPITOLUL III - Metode optice utilizate în studiul proprietăților electro-optice ale mediilor anizotrope ..................................................... 13

III.1. Măsurarea diferenței de drum optic folosind Compensatorul Babinet ................................................................................................... 13 III.2. Metoda interferometrului Rayleigh ........................................... 14 III.3. Metoda microscopului polarizant .............................................. 15

PARTEA A II A ......................................................................................... 15 CAPITOLUL I ........................................................................................... 15

I.1. Metode de determinare a birefringenței liniare a unor cristale uniax anorganice ................................................................................... 16 II.2. Birefringența liniară a foliilor polimerice determinată prin metode optice ......................................................................................... 19

CAPITOLUL II - Studiul birefringenței rotatorie și a dispersiei rotatorie pentru cazul soluțiilor de glucoză și a cristalelor de cuarț .... 20 CAPITOLUL III - Simularea computerizată a unor dispozitive pentru obținerea și caracterizarea radiațiilor polarizate ................................... 23

III.1. Lamele anizotrope ....................................................................... 23 III.2 Filtrul interferențial Wood .......................................................... 23 III.3 Filtrul interferențial Lyot ............................................................ 24

CAPITOLUL IV - Lumina și culorile în activitățile umane ................. 25 Concluzii generale ..................................................................................... 27 Bibliografie selectivă ................................................................................. 30 Contribuții personale ................................................................................ 34

5

Cuvânt înainte În natură există substanțe pentru care proprietățile fizice nu depind de direcția în care sunt considerate, acestea purtând denumirea de substanțe izotrope. Dar există și substanțe pentru care proprietățile fizice depind de direcție, acestea purtând denumirea de substanțe anizotrope. Anizotropia este o consecință directă a distribuției regulate a atomilor sau ionilor în substanța respectivă. Din punct de vedere optic, un mediu este anizotrop dacă proprietățile sale optice pentru o undă electromagnetică plană care se propagă prin acesta depind de direcția de propagare a undei electromagnetice. Studiile în domeniul opticii privind proprietatea de anizotropie a materialelor, a dus la creșterea complexitătii realizării elementelor optice, utilizate în alcătuirea diferitelor tipuri de dispozitive optice complexe sau instalații. Deci cercetarea proprietăților electro-optice ale mediilor anizotrope precum și a procesului de propagare a radiațiilor optice prin aceste medii este utilă și de actualitate. Scopul tezei de doctorat intitulată ”Contribuții la studiul proprietăților optice ale unor materiale anizotrope uniax”, este de a analiza proprietățile optice ale unor medii anizotrope, iar cercetarea a avut în vedere utilizarea metodelor experimentale cu scopul de a obține și caracteriza radiațiile polarizate. Teza este structurată în două părți: teorie generală asupra domeniului de studiu (propagarea radiațiilor optice, caracterizarea materialelor anizotrope, metode optice utilizate în studiul proprietaților optice) și contribuții personale. Prima parte este alcătuită din trei capitole. Capitolul I tratează aspectele teoretice referitoare la stadiul actual de cunoașterii raportat la literatura de specialitate privind proprietățile optice ale mediilor anizotrope, dar și noțiuni teoretice privind descrierea stării de polarizare a undelor luminoase. Capitolul II tratează caracteristicile de bază ale mediilor anizotrope și implicit ale celor studiate: turmalina, cristale de cuarț, calcit, cristalul fosfat dihidrogenat de potasiu - KDP și cristalul fosfat dihidrogenat de amoniu - ADP, precum și proprietățile generale ale foliilor de polimeri: alcoolul polivinilc - PVA și polietilentereftalat - PET.

6

Capitolul III descrie câteva metode optice de studiu ale proprietăților mediilor anizotrope, precum: măsurarea diferenței de drum optic folosind Compensatorul Babinet, metoda microscopului polarizant, metoda spectului canelat, metoda interferometrului Rayleigh, o parte din acestea fiind utilizate în partea a doua a tezei. Partea a doua a lucrarii este alcătuită tot din patru capitole și are ca bază aplicarea metodelor optice de studiu ale proprietaților electro-optice pe diferite materiale anizotrope. Capitolul I studiază condițiile în care un dispozitiv optic poate reproduce forma diferitelor obiecte în imagini optice sau rezultatele obținute în urma fenomenelor de refracție sau reflexie. Tot în acest capitol s-a facut un studiu al cristalelor de fosfatul dihidrogenat de potasiu KDP și fosfat dihidrogenat de amoniu ADP dar și a foliilor polimerice, pentru determinarea indicilor de refracţie principali, a birefringenţei liniare cât și a dispersiei liniare, cu ajutorul metodei spectrului canelat. Capitolul II studiază determinarea biefringenței rotatorie și a dispersiei acesteia pentru cazul soluțiilor de glucoză și a cristalelor de cuarț utilizând aceeași metodă. Capitolul III este ca o finalitate a studiului experimental unde s-au determinat indicii de refracție principali, birefingența liniară, prin încercarea de a realiza simularea unor dispozitive optice pentru a obține și caracteriza radiațiile polarizate, condițiie principală de realizare a lamelor anizotrope, studiul factorului de transmisie pentru filtre interferențiale (Wood, Lyot) de polarizare alcătuite din straturi anizotrope cu semilățime mică a domeniului spectral transmis. Capitolul IV este un studiu din punct de vedere optic care analizează acțiunea, efectele luminii și culorilor asupra activităților umane, prin realizarea unui studiu experimental asupra unui eșantion de elevi. Finalul lucrării subliniază concluziile generale și lucrările stiințifice publicate pe perioada elaborării tezei.

7

PARTEA I CAPITOLUL I - Studiul actual al cunoașterii în domeniul proprietăților electro-optice ale mediilor anizotrope Cercetările efectuate în ultima perioadă în domeniul opticii și progresele în acest domeniu, sunt evidențiate prin descoperiri cum ar fi: descoperirea efectului laser, inventarea fibrelor optice și folosirea lor în domeniul telecomunicațiilor de mare viteză, realizarea diferitelor tipuri de microstructuri și nanostructuri dar nu în ultimul rând sintetizarea de noi materiale cu proprietăți deosebite cum ar fi: cristale lichide, diferiți polimeri folosiți în realizarea unor noi componente optice. I.1. Legile de material ale mediilor cristaline Proprietățile optice, termice, electrice, mecanice ale corpurilor solide depind de modul de aranjare al atomilor și moleculelor constituente, în concluzie depind de structura lor. În funcție de complexitatea bazei de atomi, structurile cristaline pot fi clasificate:

• Structuri cristaline simple – au baza formată dintr-un singur atom (unele metale);

• Structuri cristaline complexe – au baza formată din doi sau mai mulți atomi de același tip sau de tipuri diferite (structuri cristaline anorganice sau organice a căror bază poate fi formată din atomi de ordinul miilor) [1].

Sistemele atomice sau grupele de sisteme constituiente sunt legate prin puncte numite noduri, iar totalitatea nodurilor formeaza rețeaua cristalină a corpului solid [2]. Vectorii fundamentali 𝑎, 𝑏, 𝑐 sunt necoplanari, iar prin repetarea lor se obține rețeaua cristalinăsub forma unui paralelipiped ce poartă denumirea de celulă elementară, reprezentată în figura I.1 [3]:

Figura I.1. Celula elementară primitivă.

8

I.2. Proprietățile electro–optice ale mediilor anizotrope Sistemul de ecuații ale lui Maxwell are la bază patru legi fundamentale ale fizicii și anume: legea inducției electromagnetice a lui Faraday, legea circuitului magnetic a lui Ampere și legile lui Gauss pentru fluxul electric și fluxul magnetic, și descriu complet câmpul electromagnetic în orice punct din spațiu și sunt considerate legile de bază ale fenomenelor electromagnetice [2, 3, 4, 5]:

𝛻 ∗ 𝑒 = − !!!"

𝛻 ∗ 𝑏 = 𝜇!𝐼 + 𝜀!𝜇!!! !"

𝛻𝑏 = !!!

𝛻𝑏 = 0

(I.1)

Clasificarea substanțelor cristaline în funcție de simetrie are un rol foarte important în procesul de propagare a undelor electromagnetice și anume că în cazul substanțelor cristaline cu simetrie înaltă (posedă cel putin două axe de ordin 𝑛 ≥ 3), vectorii 𝐷, 𝐸şi 𝑃 satisfac relația [6]:

𝐷 = 𝜀!𝐸 + 𝑃 (I.2), unde 𝐷–vectorul inducție electrică; 𝐸 –vectorul intensitate al câmpului electric, 𝑃 – vectorul polarizație electrică și sunt coliniari, pentru că în astfel de substanțe cristaline vectorul𝑃 este coliniar cu vectorul 𝐸.

I.3. Propagarea undelor electromagnetice în medii anizotrope Lumina naturală provenită de la o sursă de radiații optice este total nepolarizată, deoarece sistemele atomice care o emit sub forma unor trenuri de undă au o orientare complet haotică în momentul emisiei. Pe traseul de propagare, lumina suferă anumite fenomene, cum ar fi: reflexia, refracția, difuzia sau absorbția, în urma cărora starea de polarizare se schimbă, devenind parțial polarizată. Într-o substanță cristalină care prezintă proprietatea de anizotropie, o undă liniar polarizată se poate propaga cu o viteză constantă în timp, iar acest lucru se poate exprima prin intermediul ecuației elipsoidului indicilor de refracție, iar forma elipsoidului indicilor de refracție depinde de gradul de

9

simetrie al mediului prin care se propagă radiația și care are următoarea formă [7]:

!!!= !!!

!!"+ !!!

!!"+ !!!

!!" (I.3),

unde n– poartă denumirea de indice de refracție principal al substanței cristaline și este definit ca fiind raportul dintre viteza de propagare a luminii în vid și viteza de propagare a luminii în substanța cristalină, iar 𝜀!", 𝜀!", 𝜀!" sunt permitivitățile electrice relative, 𝛼,𝛽, 𝛾 sunt unghiurile dintre laturi pe directia de propagare. Această relație arată faptul că în substanțele dielectrice ce prezintă proprietatea de anizotropie din punct de vedere electric, indicele de refracție n depinde de orientarea planului de polarizare a undei plane. Într-o substanță cristalină anizotropă, pe o direcție dată se pot propaga fără să își schimbe planul de polarizare numai două unde armonice [8]. Cercetarile efectuate în această direcție au vizat studiul proprietăților electro–optice ale unor medii anizotrope cum ar fi: birefringența, dicroismul, factorul de transmisie, precum și efectul câmpurilor electrostatice sau a câmpurilor electrice alternative asupra acestor proprietăți (în cazul cristalelor lichide)[9,10]. CAPITOLUL II II.1. Carateristici generale ale mediilor anizotrope Anizotropia poate fi definită ca o proprietate caracteristică a anumitor medii, constând în dependența unor mărimi mecanice, electrice sau optice numite și constante de material, de direcția de-a lungul căreia este exercitată acțiunea exterioară. Mediille care prezintă proprietatea de anizotropie pot fi împărțite în: medii anizotrope în mod natural și mediicare sunt nativ izotrope, la care anizotropia este indusă sub acțiunea unor constrângeri externe (elastice, electrice sau magnetice) [11,12]: Se pot distinge două tipuri de anizotropie optică:

• anizotropia liniară, pentru care stările proprii de propagare sunt stările polarizate liniar;

• anizotropia circulară, în care stările proprii de propagare sunt stările polarizate circular.

10

Aceste două tipuri de anizotropie pot exista în același timp într-un material, caz în care stările proprii de propagare sunt polarizate eliptic [12]. II.1.1. Turmalina (Turmalinul) Dintre cristalele care prezintă proprietatea de anizotropie și sunt evidențiate pentru utilizarea lor în diverse aplicații tehnice putem aminti Turmalina (sau Turmalinul, figura II.1), care este un cristal semiprețios anizotrop dicroic deoarece se poate observa frecvent fenomenul de pleocroism, adică schimbarea culorii în funcție de direcția de observare și face parte din mineralele cu sistemul de cristalizare trigonal [13].

Figura II.1. Turmalina neagră.

II.1.2. Cuarțul și calcitul Cuarțul este un material important utilizat în tehnică, el fiind un dioxid de siliciu 𝑆𝑖𝑂! cu o duritate de 7 pe scara Mohs (permite evaluarea durității relative a unor materiale, cu precădere a nemetalelor) și care cristalizează în sistem hexagonal (trigonal) fiind unul dintre cel mai des întâlnite minerale și cuprinde multe varietăți. În stare pură cuarțul este incolor, iar impuritățile din cristal determină culoarea mineralului.

Figura II.2. Tetraiedrul 𝑆𝑖𝑂! și structura calcitului.

11

Unitatea de bază în aproape toți derivații silicatului este 𝑆𝑖𝑂! , în care există un atom de siliciu înconjurat de patru atomi de oxigen (figura II.2). Din punct de vedere optic, cuarțul poate fi ușor confundat cu calcitul (figura II.2), de care se deosebește prin duritatea sa mai mare (7), valoarea birefringenței mai redusă și nu reacționează ca și calcitul cu acidul clorhidric (𝐻𝐶𝑙). II.1.3. Cristalele Fosfat Dihidrogenat de Potasiu (KDP- 𝑲𝑯𝟐𝑷𝑶𝟒) și Fosfat Dihidrogenat de Amoniu (ADP- 𝑵𝑯𝟒𝑯𝟐𝑷𝑶𝟒) Fosfatul dihidrogenat de potasiu (KDP) este cel mai cunoscut, cel mai studiat și cel mai utilizat cristal în tehnologia laser. Aceste cristalele sunt utilizate pentru operațiile de conversie a frecvenței în sistemele laser cu putere mare, fiind considerate principalul material optic neliniar utilizat în acest scop [14,15]. Fosfat dihidrogenat de amoniu (ADP) și cristalele deuteriene AD*P și KD*P au fost de asemenea utilizate în dispozitive optice neliniare de ultimă oră. Pentru utilizarea acestor cristale neliniare în diferite aplicații practice este necesară cunoșterea indicilor de refracție principali ai cristalului în funcție de lungimea de undă, aceasta fiind tema multor studii experimentale [16,17].

Figura II.3. Structura chimică KDP-𝐾𝐻!𝑃𝑂! și ADP- 𝑁𝐻!𝐻!𝑃𝑂!.

𝐾𝐷𝑃 − 𝐾𝐻!𝑃𝑂! este o sare solubilă de potasiu utilizată ca îngrășământ, aditiv alimentar și fungicid, dar este de asemenea folosită ca un agent de tamponare. Fosfat dihidrogenat de amoniu (𝐴𝐷𝑃 − 𝑁𝐻!𝐻!𝑃𝑂!) este un material anorganic neliniar interesant cu proprietăți optice excelente și care are numeroase aplicații [16, 17].

12

II.1.4. Polimeri (folii polimerice) A. PVA - poli(vinil alcool) Alcoolul polivinilic [(𝐶𝐻!𝐶𝐻 𝑂𝐻 ]! este un polimer sintetic solubil în apă și care se folosește în fabricarea hârtiei, textilelor și o varietate de acoperiri. Este alb (incolor), inodor și poate fi întâlnit sub formă de granule sau ca soluții în apă.

Figura II.4. Structura chimică a alcoolului polivinilic (PVA).

Datorită faptului că PVA-ul nu are acţiune toxică asupra organismului uman, este biodegradabil şi are bune proprietăţi fizico-mecanice, toate acestea duc la utilizarea lui în diferite aplicații practice cum ar fi: la fabricarea caşetelor pentru medicamente, a patch-urilor, a firelor pentru intervenţii chirurgicale, a sistemelor de eliberare controlată a medicamentelor [18,19]. B. Polietilen tereftalat - PET Polietilen tereftalat sau se mai întâlnește scris poli (etilen tereftalat), PET, PETE sau PETP este cea mai obișnuită rășină polimerică termoplastică din familia poliesterică. PET este format din unități polimerizate ale monomerului etilen tereftalat, cu unități repetate (𝐶!"𝐻!𝑂!).

Figura II.5. Structura și sectiune din lanțul polimerului polietilen tereftalat

PET.

13

PET-ul în stare naturală este o rășină incoloră, semicristalină, iar în funcție de modul în care este procesată, poate fi semi-rigidă până la rigidă dar și foarte ușoară. PET-ul este rezistent la impact. Capată culoarea albă atunci când este expus la cloroform și de asemenea când intră în contactcu alte substanțe chimice, cum ar fi toluenul [20]. CAPITOLUL III - Metode optice utilizate în studiul proprietăților electro-optice ale mediilor anizotrope Dintre principalele metode de investigare ale mediilor anizotrope putem enumera: difracția radiațiilor X (XRD), spectroscopia de absorbție UV-VIS, spectroscopia de absorbție în infraroșu, calorimetria diferenţială de baleiaj (DSC), analiza termogravimetrică (TGA), microscopia de forță atomică (AFM). Metodele utilizate cu scopul de a determina birefringența, reprezintă acele tehnici standard folosite în studiul proprietăților optice ale mediilor anizotrope și presupun determinarea unui defazaj care permite deducerea diferenței de drum pentru lungimea de undă utilizată [1,3]:

𝛿 = !!!𝛥𝑛𝑑 (III.1),

unde ∆𝑛 este birefringența mediului anizotrop, iar d este grosimea stratului de material anizotrop. Ca metode optice de caracterizare a mediilor anizotrope, prin utilizarea fasciculelor de raze paralele care asigură egalitatea drumurilor optice ale razelor componente în procesul de propagare, putem enumera: măsurarea diferenței de drum optic folosind Compensatorul Babinet, metoda spectrului canelat (cea mai utilizată metodă), și nu în ultimul rând, metoda interferometrului Rayleigh. O altă metodă de caracterizare a mediilor anizotrope prin utilizarea fasciculelor divergente este metoda microscopului polarizant. III.1. Măsurarea diferenței de drum optic folosind Compensatorul Babinet Este unul dintre dispozitivele care introduc diferențe de drum suplimentare variabile între două intensitați de câmp electric cu direcții de acțiune reciproc perpendiculare și permite realizarea unei diferențe de fază variabile începând de la zero, reprezentat schematic în figura III.1 [3].

14

Figura III.1. Schema Compensatorului Babinet utilizat pentru

determinarea birefringenței. III.2. Metoda interferometrului Rayleigh Acest dispozitiv interferențial este utilizat în determinarea indicilor de refracție principali ai mediilor anizotrope și permite observarea difracției Fraunhoffer (în fascicule de raze paralele) pe două fante identice. Dispozitivul experimental este descris în figura III.2 [3].

Figura III.2. a) Schema optică a interferometrului Rayleigh, b) Drumul

razelor de lumină după ce trec de ecranul E al interferometrului Rayleigh și c) Sistem de franje obținut în urma divizării fasciculului de lumină

provenind de la sursele S1 si S2.

15

III.3. Metoda microscopului polarizant Această metodă oferă posibilitatea analizării straturilor anizotrope în urma iluminării cu fascicule de radiații optice, folosind atât fascicule paralele cât și fascicule divergente. În cazul fasciculelor divergente, radiațiile care traverseazăun strat anizotrop cu fețe plan-paralele prezintă la ieșirea din strat un anumit defazaj între raza ordinară și raza extraordinară dacă mediul este uniax, dupa cum se poate observa și în figura III.3 [3].

Figura III.3. Schema optică a microscopului polarizant.

Metodele optice descrise utilizate cu scopul de a determina birefringența straturilor anizotrope și a indicilor de refracție principali, prezintă anumite particularități specifice fiecărei metode în parte. În cazul Compensatorului Babinet, determinarea birefringenței, respectiv a indicilor de refracție principali se face doar pentru un domeniu spectral cu lungime de undă precisă. PARTEA A II A CAPITOLUL I Analiza realizată în ceea ce privește sistemul optic format dintr-un colimator și obiectiv, respectiv sistemul optic al lunetei prin determinarea mărimilor caracteristice ale acesteia, ajută la exintinderea studiului parcursului razelor de lumină prin lunetă în cazul telescopului, luneta fiind parte componentă a acestuia. Plecând de la ecuația care definește mărirea unghiulară, arată ca un sistem telescopic poate fi utilizat în modificarea secțiunii unui fascicul de raze în raport egal cu mărirea unghiulară a sistemului optic:

16

𝑓!𝑓!= 𝑀! (𝐼. 1. )

Pe traseul parcurs de raza de lumină de la spațiul obiect spre spațiul imaginii, ea suferă mai multe procese: translația în spațiu obiect, refracția pe primul nivel al obiectivului, translația în spațiul dintre lentile, refracția cauzată de cea de-a doua lentilă și translația în spaţiu imagine [21]. Studiul razelor de lumină prin cele două dispozitive optice (luneta și telescopul), dar și descrierea matricială a parcursului de la sursa de lumină la receptor, a fost studiată în realizarea unui studiu privind obținerea de informații despre starea atmosferei cu ajutorul unui sistem lidar, care are ca părți componente principale atât luneta cât și telescopul [22]. Pentru a exprima formalismul matricial al telescopului, se ia în considerație toate transformarile suferite de razele de lumină din spațiul obiect în spațiul imagine [23], poate fi redat cu ajutorul relației:

𝑀 = 1 𝑥!0 1

1 0− !!!

11 𝑥0 1

1 0− !!!

11 𝑥!0 1 (I.2.)

unde 𝑥!, 𝑥! - coordinatele măsurate dea lungul axei optice în spațiul obiect și respectiv spațiul imagine, 𝑓!, 𝑓! - distanțele focale, x – distanța dintre lentilele telescopului, M – matricea de refracție a telescopului, care are ca elemente 𝑀!!,𝑀!",𝑀!",𝑀!!. Acest formalism matricial este util pentru a calcula caracteristicele lentilelor și a distanței dintre ele. I.1. Metode de determinare a birefringenței liniare a unor cristale uniax anorganice Principalele caracteristici optice care se urmăresc în cazul materialelor care prezintă proprietatea de anizotropie sunt: transparența, birefringența, dependența birefringenței de gradul de întindere și grosimea foliei (în cazul foliilor de polimeri), dispersia birefringenței [24]. Materialele uniax se caracterizează prin două valori ale indicilor de refracție (indicele de refracție ordinar și indicele de refracție extraordinar) [25]. Cu scopul de a estima principalii indici de refracție, dar și a birefringenței liniare a unor straturi anizotrope uniax se utilizează metoda spectrului canelat, fiind una dintre cele mai folosite metode. În literatura de specialitate [26, 27] s-au evidențiat măsurători care au fost realizate prin utilizarea cuarțului Carpatic în domeniul vizibil cu scopul de

17

a determina birefringența liniară. Din dorința de a extinde acest studiu și pentru cazul altor medii anizotrope cu scopul de a determina proprietățile optice (birefringența liniară, dispersia birefringenței liniare) lucrarea de față, folosește drept materiale de studiu fosfat dihidrogenat de potasiu 𝐾𝐷𝑃 − 𝐾𝐻!𝑃𝑂! și fosfatul dihidrogenat de amoniu 𝐴𝐷𝑃 − 𝑁𝐻!𝐻!𝑃𝑂!. Pentru înregistrarea spectrului canelat, dispozitivul experimentaleste conectat la un spectrofotometru Ocean Optics QE65000 capabil să înregistreze radiația din domeniul vizibil. Spectrele astfel obținute la trecerea unui fascicul prin dispozitivul experimental, prezintă minime și maxime succesive corespunzătoare radiațiilor polarizate liniar care și-au schimbat sau mentinut azimutul. Din analiza poziției maximelor și minimelor consecutive se pot estima birefringența liniară, dispersia birefringenței, prin utilizarea lungimilor de undă a două minime consecutive și a maximului dintre ele sau a două maxime consecutive și a minimului dintre ele [28,29]. Atunci când sursa de radiație din domeniul vizibil este utilizată pentru a ilumina cristalele 𝐾𝐷𝑃 − 𝐾𝐻!𝑃𝑂! sau 𝐴𝐷𝑃 − 𝑁𝐻!𝐻!𝑃𝑂!, lumina care apare are componente cu diferențe diferite de fază, iar spectrul canelat are forma celui ilustrat în figura I.3 [30] conform datelor experimentale obținute:

Figura I.3. Aspectul spectrului canelat pentru cristale 𝐾𝐷𝑃 − 𝐾𝐻!𝑃𝑂! și

ADP - 𝑁𝐻!𝐻!𝑃𝑂!. Pentru a putea observa mai ușor, maximele și minimele formate în spectrul canelat obținut în urma efectuării experimentului, reprezentăm grafic valorile obținute experimental ale birefringenței liniare în funcție de lungimea de undă aferentă fiecărei valori, iar apoi se trasează valorile corespunzătoare.

18

Figura I.4. Reprezentarea grafică a maximelor și minimelor din spectrul

canelat obținute experimental. Reprezentarea grafică a birefringenței liniare așa cum rezultă din măsurătorile efectuate cu ajutorul metodei spectrului canelat atât pentru cristalul 𝐾𝐷𝑃 − 𝐾𝐻!𝑃𝑂!cât și pentru cristalul 𝐴𝐷𝑃 − 𝑁𝐻!𝐻!𝑃𝑂! în funcție de lungimea de undă, este ilustrată în figura I.5 [30]:

Figura I.5. Birefringența liniară a cristalelor de 𝐾𝐷𝑃 − 𝐾𝐻!𝑃𝑂! și ADP -

𝑁𝐻!𝐻!𝑃𝑂! în funcție de lungimea de undă din domeniul vizibil. Se poate observa din reprezentările grafice, că birefringența liniară pentru cele două cristalele anizotrope crește odată cu creșterea lungimii de undă a luminii.

19

II.2. Birefringența liniară a foliilor polimerice determinată prin metode optice În cazul polimerilor birefringența liniară derivă din asimetria structurilor lor moleculare. Majoritatea polimerilor prezintă o anizotropie intrinsecă datorită orientării unităților de lanț care derivă din asimetria structurilor lor chimice [31]. Când polimerii sunt întinși, trași în folii apare o anizotropie suplimentară pe lângă cea inițială. Indici de refracție principali (indicii extraordinari și indicii ordinari) sunt determinați cu ajutorul luminii liniar polarizate paralelă cu intensitatea câmpului electric și perpendicular pe direcția de întindere a polimerului [32]. Pentru a determina birefringența liniară a foliilor polimere subțiri se utilizată metoda spectrului canelat, folosită și în cazul cristalelor. O folie polimeră subțire introduce o diferență de drum optic (∆=∆𝑛𝐿) comparabilă cu lungimea de undă a radiației folosite, iar când este plasată între doi polarizori, spectrul canelat obținut are un număr mic de maxime și minime [33, 34]. Atunci când o sursă de radiații din spectrul vizibil este utilizată pentru a ilumina dispozitivul experimental din care face parte și folia polimeră, aceasta introduce diferențe de fază între componentele ordinară și extraordinară care depind de lungimea de undă, iar spectrul canelat are forma din figura I.13 [35].

Figura II.1. Aspectul spectrului canelat al foliei de PET (L=0,125mm).

Numărul de caneluri din spectru canelat depinde atât de birefringența liniară, cât și de grosimea foliei de polimer (grosimea foliei de PET utilizată în experimental de față este de aproximativ 0,125mm).

20

Utilizând datele experimentale obținute și reprezentând grafic valorile birefringenței liniare a foliilor de polimer în funcție de lungimea de undă a luminii din domeniul vizibil, se observă în figura I.14 [35], scăderea birefringenței foliei de PET odată cu creșterea lungimii de undă a luminii și luând în considerare datele obținute experimental s-a concluzionat că parametrul dispersiv nu este o caracteristică a foliei polimerice PET.

Figura II.2. Birefringența liniară și parametrul dispersiv al foliei

polimerice PET. CAPITOLUL II - Studiul birefringenței rotatorie și a dispersiei rotatorie pentru cazul soluțiilor de glucoză și a cristalelor de cuarț Reamintim că la trecerea luminii printr-un mediu optic anizotrop, fasciculul incident pe un asemenea mediu este descompus în două fascicule dintre care unul (fasciculul ordinar) se propaga în conformitate cu legile opticii geometrice, iar celălalt (fasciculul extraordinar) nu respectă aceste legi. Activitatea optică sau rotația optică (alteori denumită polarizare rotativă) reprezintă rotația planului de polarizare a luminii polarizate liniar, pe măsură ce aceasta trece prin anumite materiale ce prezintă proprietatea de anizotropie. Substanțele care produc acest fenomen se numesc substanțe optic active, proprietate specifică în mod deosebit materialelor chirale- material care nu prezintă simetrie în oglindă. Această rotire a planului de polarizare poate avea loc: fie la dreapta (dextrorotatorie – d-rotativ), fie la stânga (levorotatorie – l-rotativ), exemple pot fi: sucroza și camforul care sunt substanțe d-rotative în timp ce colesterolul este l-rotativ. În cazul soluțiilor optic active, valoarea unghiului de rotație al planului de oscilație este dependentă de concentrația acestora [36, 37]. Când sursa de radiații din domeniul vizibil luminează celula cu soluția apoasa de glucoză,

21

lumina care iese (rezultă) prezintă componente cu grade diferite de rotație, astfel încât spectrul canelat are forma celui din figura II.3 [38]:

Figura II.3. Aspectul spectrului canelat pentru soluția apoasă de glucoză

(30% concentratie). Dacă reprezentăm grafic valorile experimentale pentru birefringența rotatorie și rotația specifică în functie de lungimea de unda a luminii ce străbate soluția apoasă de glucoză (concentrație de 30%), vom observa o scădere atât a birefringenței rotatorie cât și a rotatiei specifice odata cu cresterea lungimii de undă, după cum se observă în figura II.4 [38]:

Figura II.4 Birefringența rotatorie și rotația specifică a soluției de

glucoză în funcție de lungimea de undă. Dependența parametrului dispersiv reprezentată în figura II.5 [38] în funcție de lungimea de unda a luminii, demonstrează că presupunerea făcută initial cu privire la faptul că are o valoarea constantă, nu este valabilă pentru domeniul vizibil în cazul soluției apoase de glucoză ci prezentă o dependența liniară.

22

Figura II.5. Parametrul dispersiv a soluției apoase de glucoză (30%

concentrație) în funcție de lungimea de undă a luminii.

Ca o modalitate de testare a veridicitații metodei utilizate în cazul soluțiilor apoase de glucoză cu concentrație de 30%, aceeași metodă și dispozitiv experimental s-au folosit și în cazul soluțiilor apoase de glucoza de diferite concentrații (20%, 40%, 50%). S-a constata că și în cazul altor concentrații, birefringența rotatorie scade odată cu creșterea lungimii de undă a luminii care străbate mediul optic activ.

Figura II.6. Birefringența rotatorie a soluției apoase de glucoză pentru

diverse concentrații obținute experimental.

Și în aceste cazuri parametrul dispersiv nu reprezintă o caracteristică a soluțiilor optic active în domeniul vizibil, dar se poate observa dependența

23

liniară în funcție de lungimea de undă a luminii care străbate mediul optic active.

Figura II.7 Parametrul dispersiv pentru soluțiile apoase de glucoză la

diverse concentrații în funcție de lungimea de undă obținute experimental.

CAPITOLUL III - Simularea computerizată a unor dispozitive pentru obținerea și caracterizarea radiațiilor polarizate III.1. Lamele anizotrope Studiul și analiza proprietățile electro-optice ale unor mediilor anizotrope, au o importanță deosebită datorită posibilității de utilizare a acestora în simularea și proiectarea unor dispozitive optice interferențiale cu diverse aplicații medicale și tehnice (analiza posibilității realizării de componenente optice birefringente cum ar fi: lame compensatoare și filtre interferentiale de polarizare de tip Wood sau Lyot și/sau dicroice- studiul dicroismului foliilor anizotrope). Cu ajutorul programului Maple s-a simulat 3D grosimea lamelor special de cuarț și calcite în funcție de lungimea de de undă dar și ordinul de interferență, pe baza datelor experimentale obținute anterior [39,40]. III.2 Filtrul interferențial Wood Simularea factorului de transmisie pentru filtre interferentiale de polarizare alcătuite din straturi anizotrope realizate într-o geometrie multistrat sau cu un numar oarecare de elemente, reprezinta o altă aplicatie a propagarii radiatiilor în medii anizotrope

24

Un exemplu de asemenea filtre interferentiale este filtrul Wood care este realizat dintr-un material anizotrop transparent sub forma unui strat de grosime constantă plasat între doi polarizori ale căror secțiuni de transmisie sunt paralele sau încrucișate. Factorul de transmisie al unui filtru Wood depinde de lungimea de undă, de grosimea stratului anizotrop și de birefringența acestuia și este definit cu ajutorul urmatoarei formule [41]:

𝑇 𝜆! = !!𝑠𝑖𝑛! !∆!"

!! (III.1)

Figura III.1. Factorul de transmisie (T), lungimea de undă (λ) și

birefringență (Δn) caracteristice filtrului Wood [41].

III.3 Filtrul interferențial Lyot În cazul filtrelor de tip Lyot simularea cu ajutorul programului Maple a factorului de transmisie în funcție de lungimea de undă la cuarț, evidențiază existența unei benzi principale de transmisie în spectrul canelat și care este separată de două benzi secundare de transmisie. Filtru Lyot, este un tip de filtru optic care utilizează birefringența pentru a produce o bandă îngustă de lungimi de undă de transmisie și sunt adesea folosite în astronomie, în special în cazul astronomiei solare [41,42]. La filtrele de tip Lyot cu un strat sau mai multe straturi unde grosimea straturilor este diferită, simularea cu ajutorul programului Maple a factorului de transmisie funcție de lungimea de undă evidențiază existența benzii principale de transmisie în spectrul canelat.

25

Figura III.2. Factorul de transmisie (T) al filtrului Lyot în funcție de

lungimea de undă (λ) [41].

Din figura III.2 [41] se constată că numărul de benzi din spectrul canelat crește odată cu creșterea grosimii stratului anizotrop și cu creșterea numărului de trepte. Atunci când se cunosc indicii de refracție principali ai unui mediu anizotrop transparent, pot fi proiectate diverse dispozitive pentru schimbarea stării de polarizare a luminii. Utilizând programe de simulare se poate reprezenta variația factorului de transmisie cu lungimea de undă pentru diferite filtre interferențiale. CAPITOLUL IV - Lumina și culorile în activitățile umane Radiațiile optice din domeniul vizibil (400-800nm) sunt cunoscute sub denumirea de raze de lumină. Obiectele pot fi percepute prin alternanța luminii și a umbrei create de sursele de lumină. Lumina poate fi emisă de surse primare (soare, lămpi) sau poate fi reemisă de surse secundare iluminate cu ajutorul surselor primare. Reemisia are la bază o serie de fenomene optice cum ar fi: reflexia, difuzia, refracție și altele [43]. În cazul oamenilor această percepție provine din abilitatea ochiului de a distinge analize filtrate diferite ale aceleiași imagini (de obicei trei). Ochiul uman poate percepe doar trei culori: roșu, albastru și verde, restul fiind combinații ale acestora. Culoarea este o realitate psihofizică și senzorial - receptivă. Culorile au la bază o serie de stimuli de bază. Din punct de vedere fizic, culorile reprezintă o gamă spectrală limitată de lumină, caracterizată prin valori

26

limitate ale lungimii de undă și este cuprinsă într-un interval scurt, denumite stimuli de culoare și creează senzațiile vizuale la nivelul retinei. Din punct de vedere senzorial - perceptiv, culoarea este o senzație caracterizată printr-o serie de proprietăți de bază: nuanță, luminozitate, saturație [1].

Tabelul IV.1. Nuanțele de culoare și lungimile de undă corespunzătoare

Nuanța Lungimea de undă λ (nm)

Nuanța Lungimea de

undă λ (nm)

Roșu 630 Verde 560- 490

Portocaliu 630- 590 Albastru 490- 450

Galben 590- 560 Violet 450 Nuanțele de culoare influențează sistemul nervos și starea psihică individuală. De exemplu, albul determină cea mai bună concentrare, albastru și negru încetinesc activitatea intelectuală, stimulând inhibițiile, roșu stimulează activitatea intelectuală care favorizează asociațiile de idei; galben crește capacitatea de focalizare, iar verde stimulează creativitatea și asocierea liberă a ideilor [44-47]. Cu scopul de a evidenția acțiunea culorilor în activitățile educaționale ale copiilor, s-a realizat un studiu experimental care constă în introducerea a trei seturi de teste care conțin întrebări și probleme de dificultate medie unui eșantion de elevi care trebuie să utilizeze după cum urmează:

• Hârtie albastră cu creion negru (experiment I) • Hârtie ușoar verde cu creion negru (experimentul II) • Hârtie galbenă cu creion verde (experimentul III)

0

5

10

15

20

2 3 4 5 6 7 8 9 10

EXP.I

EXP.II

EXP.III

27

Figura IV.1. Reprezentarea grafică a numărului de studenți în funcție de notele obținute în urma studiului realizat

Tabelul IV.2. Numărul și procentele notelor obținute în funcție de nuanțele de hârtie și creion Notele obținut

e

Experiment I P%

Experiment II P%

Experiment III P%

≥ 7 35 51.5 38 55.9 34 50.0 ≥ 8 20 29.4 19 27.9 21 30.9

9 și 10 8 11.8 7 10.3 12 17.6

Obs. Hârtia albastră– creionul negru

Hârtia verde– creionul negru

Hârtia galbenă– creionul verde

Rezultatele obținute în acest experiment prin utilizarea diferitelor nuanțe de hârtie și creione în nu sunt foarte diferite, dar se observă în mod deosebit faptul că utilizarea de verde deschis și galben a contribuit la creșterea numărului notelor de 9 și 10, ceea ce demonstrează că aceste nuanțe pot determina o creștere a nivelului de concentrare, stimularea creativității și a asocierii libere a ideilor. Culoarea materialelor didactice poate îmbunătăți rezultatele obținute în activitățile școlare, deoarece fiecare persoană percepe culoarea în mod diferit față de influența pe care o exercită culoarea asupra psihicului uman și care provoacă sentimente diferite. Concluzii generale Studiul proprietaților electro-optice ale mediilor anizotrope cu ajutorul metodelor optice și spectrale, are o mare importanță datorită aplicativității rezultatelor în realizare diferitelor dispozitive optice cu complexitate ridicată. Metodele interferometrice utilizate cu scopul de a determina birefringența liniară, indicii de refracție principali (indicele de refracție ordinar și indicele de refracție extraordinar) sunt considerate ca fiind unele dintre cele mai precise metode datorită sensibilității lor foarte ridicate. Dintre aceste metode putem aminti: măsurarea diferenței de drum optic folosind Compensatorul Babinet, metoda spectrului canelat, metoda microscopului polarizant și nu

28

în ultimul rând, metoda interferometrului Rayleigh (utilizat cel mai frecvent în deteminarea indicilor de refracție). Tot în scopul determinării caracteristicilor optice ale mediilor anizotrope sunt utilizate și metodele conoscopice, fiind bazate pe procesarea digitală a figurilor de interferență obținute cu ajutorul microscopului polarizant, devenind în ultima perioadă o soluție importantă atât pentru mineralogie, cât și pentu cercetarea proprietăților cristalelor lichide sau a straturilor subțiri supuse la deformații prin aplicarea diferitelor tipuri de câmpuri fizice (tensiuni mecanice, câmpuri electrice și magnetice). Studiile acestor metode aplicate pe diverse medii anizotrope (cristalele KDP-𝐾𝐻!𝑃𝑂! și ADP-𝑁𝐻!𝐻!𝑃𝑂!, soluțiile apoase de glucoză, cristalele de cuarț) au permis măsurarea indicilor de refracție ordinar și extraordinar, a birefringenței liniare prin metoda interferometrică și metoda spectrului canelat, oferind o bună concordanță a datelor experimentale prin ambele metode. Pentru cazul foliilor de PET, proprietățile optice cresc odată cu creșterea gradului de întindere al filmelor polimere, iar birefringența liniară este considerată un parametru dispersiv ca și indicii de refracție. Din reprezentarea grafică a valorilor birefringenței liniare a foliilor de polimer în funcție de lungimea de undă a luminii din domeniul vizibil, se observă o scădere a birefringenței foliei de PET odată cu creșterea lungimii de undă a luminii. Pentru a determina birefringența rotatorie cât și dispersia ei pentru un domeniu spectral larg, în cazul soluției de glucoză (cu diverse concentrații) se utilizează tot metoda spectrului canelat. Rezultatele obținute arată faptul că în spectrul canelat al soluției apoase de glucoză cu o concentratie de 30%, numărul canelurilor depinde de concentrația soluției de glucoză, iar birefringența rotatorie cât și rotatia specifică scade odată cu creșterea lungimii de undă.Aceleași rezultate au fost obținute este și în cazul soluțiilor apoase de glucoză cu alte concentrații (20%, 40%, 50%). Atunci când se cunosc indicii de refracție principali ai unui mediu anizotrop transparent pot fi proiectate diverse dispozitive care ajută la schimbarea stării de polarizare a luminii, iar prin utilizarea programelor de simulare se poate observa variația factorului de transmisie în funcție de lungimea de undă pentru diferite filtre interferențiale.

29

Simularea factorului de transmisie pentru filtre interferențiale de tip Wood sau Lyot alcătuite din medii anizotrope a permis estimarea din spectrul canelat a factorului de transmisie maxim care este dependent de grosimea stratului anizotrop și de birefringența mediului anizotrop.

30

Bibliografie selectivă [1] L. Dumitrașcu, D.O. Dorohoi – Elemente de optica mediilor anizotrope, Editura Tehnopress, Iași, 2009. [2] L. Dumitrașcu, I. Dumitrașcu, D.O. Dorohoi, D.G. Dimitriu, G. Apreotesei, M. Aflori – Complemente de fizică pentru studenții școlilor doctorale, vol. I, Editura Tehnopress, Iași, 2006. [3] D.O. Dorohoi – Optica, Teorie, Experimente, Probleme Rezolvate, Editura Ștefan Procopiu, Iași, 1995. [4] P. Kužel - Electromagnétisme des milieux continus - OPTIQUE - Licence de Physique, Institut Galilée, Université Paris-Nord, 2000. [5] V. Pop – Bazele opticii, Editura Universitatii Iasi, 1988. [6] M. Delibaș - Optica, Universitatea Al. I.Cuza Iași, 1997. [7] M. Born, E. Wolf – Principles of optics, Cambridge University Press, 1999. [8] G. Cone – Optica electromagnetică a mediilor anizotrope, Editura Tehnică București, 1990. [9] Y. Liu, R. Wang, X. Zhang, Giant circular dichroism enhancement and chiroptical illusion in hybrid molecule-plasmonic nanostructures, Optics Express,p. 4357, 2014. [10] A. Yariv, P. Yeh, Optical waves in crystal, Wiley Inc., New York, 1984. [11] I. Barzic, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Methods for determining the linear birefringence of some inorganic uniax crystals, Polymer Engineering and Science, vol. 55, p. 1077, 2015. [12] I. Pălărie – Optica mediilor anizotrope, Universitaria Craiova, 2000. [13] E. Charney – Electric linear dichroism and birefringence of biological polyelectrolytes quarterly reviews of biophysics, 1988. [14] B.C. Zelinchi, C.F. Dascălu, S. Bota - Condurache, D.O. Dorohoi, Electro – optical parameters of some uniax inorganic crystals, Annals of the Dunărea de jos - University of Galați, Fascicle II, years III, 270, 2009. [15] B.C. Zelinschi, C.F. Dascălu, C. Iustain, D.O. Dorohoi, Indicii de refracţie ai cristalelor de cuarţ din Carpaţii Orientali, Buletinul Institutului Polithnic Iași, 56, fasc. 4, 209, 2010. [16] D.F. Edwards, R.H. White, Potassium dihidrogen phosphate (KDP) and three of its isomorphs, Handbook of optical constants of solids, 2, p. 1005, 1998.

31

[17]http://www.optoscience.com/maker/gooch/pdf/PropertiesKDP.pdf [18]https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Potassium_dihydrogen_phosphate#section=Top [19] https://www.unitedcrystals.com/KDP.html [20] C.D. Nechifor, E. Angheluță, D.O. Dorohoi, Birefringence of Etired Poly(Vinyl Alcohol) PVA Foils, Materiale Plastice București, 47(2), p. 164, 2010. [21] O.G. Tudose, A. Tudose, D.O. Dorohoi, Optics of Lidar System Used for Spectroscopic Monitoringof Air Pollution, Revista de Chimie București, vol. 66 (3), p.426, 2015. [22]. D. Călinoiu, I. Ionel, G. Trif-Tordai, Research Regarding Aerosol Properties of the Grimsvötn Ash by Applying Sun Photometry, Revista de Chimie București, 63(8),p. 846, 2012. [23] A.E. Scripa (Tudose), I. Dumitrașcu, L. Dumitrașcu, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Methods for determining the linear birefringence of some inorganic uniax crystals, AIP Conference Proceedings, vol. 1796, 030007, ISSUE 1>10.1063/1.4972372, 2017. [24] I. Balin, Measurements and analysis of aerosols, cirrus-contrails, water and temperature in upper troposphere with the Jungfraujock LIDAR system, PhD Thesis, Univ. of Lausanne, 2004. [25] L. Dumitrascu, I. Dumitrascu, D.O. Dorohoi, Journal of Applied Cristallography, 42, p. 878, 2009. [26] C.F. Dascălu, B.C. Zelinschi, D.O. Dorohoi, Half and Quarter Wavelength Quartz Plates. Applications, The Annals of the “Dunărea de Jos” University of Galați, Fascicle II, Year III (XXXII), Mathematics, Physics, Chemistry, Informatics, categ. B, 230, 2009. [27] D.G. Dimitriu and D.O. Dorohoi, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, New method to determine the optical rotatory dispersion of inorganic crystals applied to some samples of Carpathian Quartz 131, p. 674, 2014. [28] D.O. Dorohoi, I. Dumitrașcu, D.G. Dimitriu, I.G. Breabăn, U.P.B. Sci. Bull., Series A, Applied Mathematics and Physics, Interferential method to determine the optical rotatory dispersion of crystalline layers vol. 77, p. 253-260, 2015

32

[29] V. Pop, D. Dorohoi, E. Cringeanu, A new method for determining birefringence dispersion, Journal of Macromolecular Science Part B: Physics, 33, p. 373,1994. [30] A.E. Scripa (Tudose), I. Dumitrașcu, L. Dumitrașcu, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Methods for determining the linear birefringence of some inorganic uniax crystals, AIP Conference Proceedings, vol. 1796, 030007, ISSUE 1>10.1063/1.4972372, 2017. [31] A.I. Cosutchi, D.G. Dimitriu, C.B. Zelinschi, I. Breaban and D.O. Dorohoi, Journal of Molecular Structure, Optical activity of transparent polymer layers characterized by spectral means 1090, p. 39, 2015. [32] A.I. Barzic, D.G. Dimitriu and D.O. Dorohoi, International Journal of Polymer Analysis and Characterization, Optical activity of polymer solutions studied by visible electron spectroscopy 20, p. 565, 2015. [33] L. Chirica, D. Dorohoi, V. Pop, M. Strat, Analelele Științifice ale Universității “Al.I.Cuza” Iași T XXXI, 53, 1985. [34] J.L. Na, Study on preparation process and properties of polyethylen terephtalate (PET) – Applied mechanics and materials, p. 406, 2013. [35] A.E. Scripa (Tudose), D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Linear birefringence of polymer foils determined by optical means, Journal of Molecular Structure, vol. 1140, p. 67, 2017. [36] J. Emile, O. Emile, A. Ghoufi, A. Moreac, F. Casanova, M. Ding, Giant optical activity of sugar in thin soap films, Journal of Colloid and Interface Science, 408, p. 113, 2013. [37] O. Emile, J. Emile, A. Ghoufi, Influence of the interface on the optical activity of confinedglucose films, Journal of Colloid and Interface Science, 477, p. 103, 2016. [38] A.E. Scripa (Tudose), D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Dispersion of visible rotatory power for aqueous glucose solutions, U.P.B. Sci. Bull., Series A, vol. 79, p. 307-31, 2017. [39] B.C. Zelinschi, C.F. Dascălu, D.O. Dorohoi, Interferential Wood filters with Chemical Pure Quartz from Maramures Area as Anisotropic Layer, Revista de Chimie, Bucharest, 63(1), 106, 2012. [40] X. Xia, J.E. Stockley, T.K. Ewing, S.A. Serati, Advances in polarization based liquidcrystal optical filters, Boulder Nonlinear Systems, Inc. 450 Courtney Way, Unit 107, Lafayette, CO 80026, 2001.

33

[41] C.F. Dascălu – Contribuții la implementarea unor metode de caracterizare a mediilor anizotrope, Teza de doctorat. [42] B.C. Zelinschi, C.F. Dascalu, D.O. Dorohoi, Transmission Factor of a Device Containing a Liquid Crystalline Layer Between Crossed Polarizers, Proceedings of SPIE, International Conference on Applications of Optics and Photonics vol. 8001, 1, 2012. [43] A.E. Scripa (Tudose), D.O. Dorohoi, O. Ursu, I. Dumitrașcu, Light and colours in human activities, International Scientific Conference - Light and Photonics: Science and Technology, International Year of Light and Light-based Technologies, Bălți, Republica Moldova, 2015. [44] P. Mureșan, Culoarea în Viața Noastră, Ed. Bucuresti, 1998. [45] A. Anatal, P. Mureșan, Culoare, Armonie, Confort, Ed. Enciclopedia, 1983. [46] S. Rossbach, Feng Shui si Arta Culorilor, Ed. Teora Bucuresti, 1997. [46] R.M. Evans, An introduction on Colour, John Wiley & Sons NY, London, 1948.

34

Contribuții personale Lucrări publicate în jurnale cotate ISI

1. O.G. Tudose, A. Tudose, D.O. Dorohoi, Optics of Lidar system used for spectroscopic monitoring of air pollution, Rev. Chim (Bucharest), vol. 64, nr. 12, p. 426-430, 2013 (factor de impact 0.677, scorul de influenta 0.056).

2. A.E. Scripa (Tudose), D. G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Linear birefringence of polymer foils determined by optical means, J Mol Struc, vol. 1140, p. 67-70, 2017, (factor impact 2.011, scor de influenta 0.262).

3. A.E. Scripa (Tudose), D. G. Dimitriu, D. O. Dorohoi, Dispersion of visible rotatory power for aqueous glucose solutions, U Politeh Buch Ser A., vol. 79, p. 307-31, 2017, (factor de impact 0.461, scor de influenta 0.094).

Lucrări publicate în proceeding-urile conferințelor:

1. A.E. Scripa (Tudose), D.O. Dorohoi, O. Ursu, I. Dumitrașcu, Light and colours in human activities, International Scientific Conference - Light and Photonics: Science and Technology. International Year of Light and Light-based Technologies, Bălți- Republica Moldova, 22 May, 2015.

2. A.E. Scripa (Tudose), I. Dumitrascu, L. Dumitrascu, D. G. Dimitriu, D. O. Dorohoi, Methods for determining the linear birefringence of some inorganic uniax crystals, AIP Conference Proceedings, vol. 1796, 030007, ISSUE 1>10.1063/1.4972372, 2017,Physics Conference TIM 15-16, Universitatea de Vest, Facultatea de Fizică, Timișoara, România, 26- 28 mai, 2016.

Lucrări publicate în alte reviste:

1. A.E. Scripa (Tudose), Metode optice utilizate în determinarea birefringenței linare a cristalelor anizotrope uniax, Concursul Național,, Ștefan Procopiu’’, 2015.

2. A.E. Scripa (Tudose), D.O. Dorohoi, Proprietăți optice ale aerosolilor atmosferici, Concursul Național “Ștefan Procopiu”, 2016.

35

3. M.M. Cazacu, O.G. Tudose, O. Rusu, A.E. Scripa (Tudose), I. Radinschi, An overview of remote sensing techniques for the tropospheric aerosols monitoring a case study, Buletinul Institutului Politehnic Iași vol.63, p.43-60, 2017.

Participări la conferinte: Prezentări orale:

1. A.E. Scripa (Tudose), Metode optice utilizate în determinarea birefringenței linare a cristalelor anizotrope uniax, Concursul Național “Ștefan Procopiu”, 9-10 Aprilie, Piatra- Neamț, România, 2015.

2. A.E. Scripa (Tudose), D.O. Dorohoi, O. Ursu, I. Dumitrașcu, Light and colours in human activities, International Scientific Conference - Light and Photonics: Science and Technology. International Year of Light and Light-based Technologies, Bălți, Republica Moldova, 22 May, 2015.

3. A.E. Scripa (Tudose), D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Testing method for determining dispersion birefringence of aqueous glucose solution, Gheorghe Asachi Technical University of Iaşi - The 6th National Conference of Applied Physics, Iași, România, 26 – 27 november 2016.

4. A.E. Scripa (Tudose), D.O. Dorohoi, Proprietăți optice ale aerosolilor atmosferici, Concursul Național “Ștefan Procopiu”, Piatra- Neamț, România, 28-29 Mai, 2016.

Prezentări poster:

1. A.E. Scripa (Tudose), D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Optical activity of glucose solutions, 10th International Conference- Processes in Isotopes and Molecules,Cluj- Napoca, România, 23- 25 September 2015.

2. A.E. Scripa (Tudose), D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Linear birefringence of polymer foils determined by optical means, 10th

International Conference- Processes in Isotopes and Molecules, Cluj-Napoca, România, 23- 25 September 2015.

3. A.E. Scripa (Tudose), I. Dumitrașcu, L. Dumitrașcu, D.O. Dorohoi, Methods for determining the linear birefringence of some

36

inorganic uniax crystals, TIM 15-16 Physics Conference, Timișoara, România, 26-28 May 2016.

4. A.E. Scripa (Tudose), D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Dispersion of visible rotator power for aqueous glucose solutions, Analytical and Nanoanalytical Methods for Biomedical and Environmental Sciences”IC-ANMBES 2016”, Brașov, România, June 29- July 1 2016.

5. A.E. Scripa (Tudose), D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Linear birefringence dispersion of PET (poly ethyleneterephtalate) foils determined from visible channeled spectra, EUCMOS- 33rd European Congress on Molecular Spectroscopy, Szeged, Hungary, 30 July- 4 August, 2016.

6. C.D. Nechifor, A.E. Scripa (Tudose), A.C. Călugăru (Moroșanu), D.O. Dorohoi, On the effects of UV radiations and Microwaves on the induced birefringence of poly (vinyl alcohol) (PVA) foils, EUCMOS- 33rd European Congress on Molecular Spectroscopy, Szeged, Hungary, 30 July - 4 August, 2016.

7. A.E. Scripa (Tudose), D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Optical Activity of Glucose Solutions, The 5th International Colloquium Physics Of Material, București, România, 10 - 11 November 2016.