Optical activity measurement using Mueller matrix ellipsometry

Abstract

This master thesis is focused on the Mueller matrix spectroscopic ellipsometry measurements of the optically active materials. The first part is devoted to the rigorous theoretical description of the optical activity using Condon-Fedorov approach. The effect of material symmetry on the optical activity is discussed. We propose a novel Mueller matrix ellipsometry method of the saccharide solution optical activity measurement within the spectral range from 193~nm to 1700~nm. The mutarotation rate constants are obtained with high accuracy. We extend the standard Woollam RC2 Mueller matrix ellipsometer using a homemade temperature control system. The theoretical description of the optical activity in quartz waveplate including the model of Mueller matrix is proposed.

Tato diplomová práce se zabývá měřeními opticky aktivních materiálů prostřednictvím spektroskopické elipsometrie Muellerovy matice. První část práce je věnována rigoróznímu teoretickému popisu optické aktivity za použití Condonova-Fedorovova přístupu. V práci je diskutován vliv materiálové symetrie na optickou aktivitu. V práci byla dále navržena unikátní metoda měření chirálních roztoků sacharidů užitím elipsometrie Muellerovy matice v spektrálním rozsahu od 193 nm do 1700 nm. Z těchto měření byly s vysokou přesností stanoveny mutarotační konstanty. Za účelem teplotně závislých měření roztoků sacharidů, standartní elipsometr Muellerovy matice byl inovován námi navrženým systémem pro cílené řízení teploty chirálního roztoku. Pro popis optické aktivity křemenných fázových destiček byl odvozen teoretický model Muellerovy matice, který zahrnuje efekt optické aktivity v těchto destičkách.