Polarization measurements in raman microspectroscopy.

III. optical properties and sample orientation

Laboratoire de Spectrochimie infrarouge et Raman (LASIR, CNRS LP. 2641), Université des Sciences et Techniques de Lille Flandres Artois, Bâtiment C.5, 59655 Villeneuve d'Ascq Cedex France

Abstract

A number of quantitative polarization measurements have been made by Raman microspectroscopy. After correction for effect of the beam splitter used in Raman microprobe instruments, the depolarization introduced by the large aperture objectives is evaluated theoretically with the use of the characteristics of the objectives and the isotropic refractive index of the sample. In the case of cubic crystals the theoretical expressions account for the observed depolarizations, which are found to be weak. For uniaxial and biaxial crystals the birefringence introduces an additional depolarization. This depolarization can be reduced to a negligible value with the use of an objective of moderate aperture, if the effective volume of the sample is near the surface, and if the orientation of the surface with respect to both the refractive index directions and the microscope axis is correct.

Résumé

Des mesures quantitatives significatives de polarisation ont été effectuées par microspectrométrie Raman. Après correction de l'effet de la lame séparatrice utilisée dans les instruments, la dépolarisation introduite par l'objectif de grande ouverture a été évaluée théoriquement en tenant compte des paramètes de l'objectif et de l'indice isotrope de réfraction de l'échantillon. Dans le cas des cristaux cubiques, les expressions théoriques rendent compte des dépolarizations observées et l'orientation de la face cristalline perpendiculairement à l'axe du microscope n'est pas un facteur très sensible de dépolarisation. Par contre pour les cristaux uniaxe et biaxe la birefringence introduit une dépolarisation supplémentaire importante. Cette dépolarisation supplémentaire peut être réduite à une valeur négligeable si l'objectif utilisé est d'ouverture moyenne et le microvolume effectif près de la surface du cristal. Dans ce dernier cas, l'orientation de la face analysée par rapport aux directions des indices principaux et à l'axe du microscope reste un facteur très critique.