⑴ 邁克爾遜干涉儀半透半反鏡的作用
這是為了將一束光分成兩束光的
這樣分出的兩束光具有相同的相位和振幅
光線在匯聚的時候就會形成干涉, 根據干涉條紋就能分析不同光程的兩束光的情況了
⑵ 如何利用空氣劈尖干涉檢查工件表面的平整度
對於干涉條紋向左彎曲的部分,意味著原本應該出現某一級干涉條紋的地方已經被更高級次的干涉條紋所取代。而干涉條紋的級次越高,對應處的薄膜厚度越大,所以平板上該處是下凹的。注此處劈尖開口向右。
兩束反射光為斜面反射光和工件反射光,加入工件平整的話,以最左端為x軸沿著向右方向相同距離所產生的高度差是一樣的,會觀察到等間距的平行干涉條紋,若是不平整有凹陷的話條文會提前出現,有凸起的話條文會滯後出現,發生變化的條文只是部分。
(2)薄膜干涉半透膜擴展閱讀:
光波、水波及聲波等都會發生干涉。當兩束光波發生干涉時,會使有些區域變亮而有些區域變暗,即出現干涉條紋。
干涉條紋的出現對於光學測量微小變形具有重要意義,同時也廣泛存在於生活中,如半透膜,彩色的肥皂泡等。
光波是以正弦波的形式在介質中傳播的,由於光波傳播的獨立性和線性疊加性,兩束或兩束以上同頻光波相遇時,會根據相位的不同出現光強增強或減弱的現象。
兩列頻率相同的波在同一介質中傳播發生重疊時,重疊范圍內介質的質點同時受到兩個波的作用。若波的振幅不大,此時重疊范圍內介質質點的振動位移等於各別波動所造成位移的矢量和,這稱為波的疊加原理。
若兩波的波峰(或波谷)同時抵達同一地點,稱兩波在該點同相,干涉波會產生最大的振幅,稱為相長干涉若兩波之一的波峰與另一波的波谷同時抵達同一地點,稱兩波在該點反相,干涉波會產生最小的振幅。
⑶ 邁克耳遜干涉儀的分束板應使反射光和透射光的光強比接近1:1這是為什麼
反射光和透射光要形成干涉條紋,如果2者強度不等,在干涉條紋的暗紋處,就不能完全相互抵消,不利觀察.
⑷ 為什麼用半透膜板而不用普通玻璃板同待測膜厚的薄膜樣品構成一個空氣劈尖
普通玻璃板透光性好,反射的光很少,不容易觀察到干涉
⑸ 光譜分析儀器的原理
有些企業朋友在采購光譜分析儀時,想了解下其光譜分析儀原理,便於後期采購使用。這樣在采購時就知道哪些地方需要注意。其實光譜儀原理非常簡單。
⑹ 牛頓環的干涉條紋是怎樣形成的為什麼稱這種干涉為等厚干涉
等厚干涉是由平行光入射到厚度有變化的薄膜上、在波膜上下表面反射而形成的干涉條紋,薄膜厚度相同的地方形成同條干涉條紋,故稱等厚干涉,每一條紋對應牛頓環內的一個厚度,當厚度改變時,條紋級數隨之變化。
對於牛頓環來說,平凸透鏡和玻璃平板之間有厚度非線性變化的空氣層,所以也會形成等厚干涉。
(6)薄膜干涉半透膜擴展閱讀:
當一個曲率半徑很大的平凸透鏡的凸面放在一片平玻璃上時,兩者之間就形成類似劈尖的劈形空氣薄層,當一束平行光ab入射到厚度不均勻的透明介質薄膜上,在薄膜的表面上會產生干涉現象。
從上表面反射的光線b1和從下表面反射 並透射出上表面的光線a1在B點相遇,由於a1、b1有恆定的光程差,因而將在B點產生干涉。
⑺ 急求邁克爾遜干涉儀原理
邁克爾復遜干涉儀的結構和工作制原理:
G2是一面鍍上半透半反膜,M1、M2為平面反射鏡,M1是固定的,M2和精密絲相連,使其可前後移動,最小讀數為10-4mm,可估計到10-5mm,M1和M2後各有幾個小螺絲可調節其方位。
當M2和M1』嚴格平行時,M2移動,表現為等傾干涉的圓環形條紋不斷從中心「吐出」或向中心「消失」。兩平面鏡之間的「空氣間隙」距離增大時,中心就會「吐出」一個個條紋;
反之則「吞進」一個個條紋。M2和M1』不嚴格平行時,則表現為等厚干涉條紋,M2移動時,條紋不斷移過視場中某一標記位置,M2平移距離d與條紋移動數N的關系滿足。
干涉儀
根據光的干涉原理製成的一種儀器。將來自一個光源的兩個光束完全分並,各自經過不同的光程,然後再經過合並,可顯出干涉條紋。在光譜學中,應用精確的邁克爾遜干涉儀或法布里-珀羅干涉儀,可以准確而詳細地測定譜線的波長及其精細結構。
⑻ 怎樣自己鍍半透半反射膜
半透鏡是一種特殊的鏡子,可以透過一半光,而反射另一半光。一般是鍍了分光膜,允許有的波長的光透過,有的波長的光反射。一般情況下是3種顏色的光RGB,一種反射,2種投射,可以按照技術要求而改變的.最好舉個例子,比如說GDM,就是把綠光反射,其餘的投射過去,就是和膜的類型有關。
光學薄膜概論
光學工業除了鏡片的研磨,系統之設計以外,有一項科技是發展高級光學儀器所不可缺的,就是光學薄膜的蒸鍍技術。何謂光學薄膜,就是在鏡片上鑲上一層或多層非常薄的特殊材料,使鏡片能達到某種特定的光學效果。我們所常見的太陽眼鏡,抗反射鏡片就是一個光學薄膜在日常生活上最簡單的應用 。其他如各種反射鏡、濾光鏡、各式鏡頭及雷射鏡片,都要用到光學薄膜這一項技術。
光學薄膜的基本原理是利用光線的干涉效應,當光線入射於不同折射系數物質所鍍成的薄膜,產生某種特殊光學特性。光學薄膜就其所鍍材料之不同,大體可分為金屬膜和非金屬膜。金屬膜:主要是作為反射鏡和半反射鏡用。在各種平面或曲面反射鏡,或各式稜鏡等,都可依所需鍍上Al、Ag、Au、Cu等 各種不同的材料。不同的材料在光譜上有不同的特性。AI的反射率在紫外光、可見光、近紅外光有良好的反射率,是鍍反射鏡最常使用的材料之一。Ag膜在可見光和近紅外光部份的反射率比AI膜更高,但因其易氧化而失去光澤,只能短暫的維持高反射率,所以只能用在內層反射用,或另加保護膜。非金屬膜:用途非常廣泛,例如抗反射鏡片.單一波長濾光片、長或短波長通過濾光片、熱光鏡、冷光鏡、各種雷射鏡片等,都是利用多種不同的非金屬材料,蒸鍍在研磨好之鏡杯上,層數由單層到數十、百層不等,視需要的不同,而有不同的設計和方法。目前這些薄膜中被應用得最廣泛,最商業化,也是一般人接觸到最多的,就是抗反射膜。例如眼鏡、照相機鏡頭、顯微鏡等等都是在鏡片上鍍抗反射膜。因為若是不加以抗反射無法得到清晰明亮的影像了,因此如何增加其透射光線就是一個非常重要的課題。
利用光波干涉原理,在鏡片的表面鍍上一層薄膜,厚度為1/4 波長的光學厚度,使光線不再只被玻璃—空氣界面反射,而是空氣—薄膜、薄膜—玻璃二個界面反射,因此產生干涉現象,可使反射光減少。若鍍二層的抗反射膜,使反射率更低,但是鍍一層或二層都有缺點:低反射率的波帶不移寬,不能在可見光范圍都達到低反射率。1961年Cox、Hass和 Thelen三位首先發表以1/4一1/2一1/4波長光學厚度作三層抗反射膜可以得到寬波帶低反射率的抗反射膜。多層抗反射膜除了寬波帶的,也可做到窄波帶的。也就是針對其一波長如氨氟雷射632.8nm波長,要求極高的透射,可使63Z.8nm這一波長透射率高達99.8%以上,用之於雷射儀器。但若需要對某一波長的光線有看極高的反射率需要用高低不同折射系數的材料反覆蒸鍍數十層才可達到此效果。
光學薄膜的製造是以真空蒸鍍方式製作,大體可分為三種方式:熱電阻式、電子槍式和濺射方式。最普通的方式為熱電阻式,是將蒸鍍材料在真空蒸鍍機內置於電阻絲或片上,在高真空的情況下,加熱使材料成為蒸氣,直接鍍於鏡片上。由於有許多高熔點的材料,不易使用此種方式使之熔化、蒸鍍。而以電子槍改進此缺點,其方法是以高壓電子束直接打擊材料,由於能量集中可以蒸鍍高熔點的材料。另一方式為濺射方式,是以高壓使惰性氣體離子化,打擊材料使之直接濺射至鏡片,以此方式所作薄漠的附著力最好
光學薄膜
optical coating
由薄的分層介質構成的,通過界面傳播光束的一類光學介質材料。光學薄膜的應用始於20世紀30年代。現代,光學薄膜已廣泛用於光學和光電子技術領域,製造各種光學儀器。
光學薄膜的特點是:表面光滑,膜層之間的界面呈幾何分割;膜層的折射率在界面上可以發生躍變,但在膜層內是連續的;可以是透明介質,也可以是吸收介質;可以是法向均勻的,也可以是法向不均勻的。實際應用的薄膜要比理想薄膜復雜得多。這是因為:制備時,薄膜的光學性質和物理性質偏離大塊材料,其表面和界面是粗糙的,從而導致光束的漫散射;膜層之間的相互滲透形成擴散界面;由於膜層的生長、結構、應力等原因,形成了薄膜的各向異性;膜層具有復雜的時間效應。
光學薄膜按應用分為反射膜、增透膜、濾光膜、光學保護膜、偏振膜、分光膜和位相膜。常用的是前4種。光學反射膜用以增加鏡面反射率,常用來製造反光、折光和共振腔器件。光學增透膜沉積在光學元件表面,用以減少表面反射,增加光學系統透射,又稱減反射膜。光學濾光膜用來進行光譜或其他光性分割,其種類多,結構復雜。光學保護膜沉積在金屬或其他軟性易侵蝕材料或薄膜表面,用以增加其強度或穩定性,改進光學性質。最常見的是金屬鏡面的保護膜。
光學薄膜
光學薄膜泛指在光學器件或光電子元器件表面用物理化學等方法沉積的、利用光的干涉現象以改變其光學特性來產生增透、反射、分光、分色、帶通或截止等光學現象的各類膜系。它可分為增透膜、高反膜、濾光膜、分光膜、偏振與消偏振膜等。光電信息產業中最有發展前景的通訊、顯示和存儲三大類產品都離不開光學薄膜,如投影機、背投影電視機、數碼照相機、攝像機、DVD,以及光通訊中的DWDM、GFF濾光片等,光學薄膜的性能在很大程度上決定了這些產品的最終性能。光學薄膜正在突破傳統的范疇,越來越廣泛地滲透到從空間探測器、集成電路、生物晶元、激光器件、液晶顯示到集成光學等各學科領域中,對科學技術的進步和全球經濟的發展都起著重要的作用,研究光學薄膜物理特性及其技術已構成現代科技的一個分支——薄膜光學。光學薄膜技術水平已成為衡量一個國家光電信息等高新技術產業科技發展水平的關鍵技術之一。
⑼ 在分振幅法測薄膜厚度實驗中,為什麼用半透膜板而不用玻璃板
因為普通來玻璃板透光性源好,反射的光很少,不容易觀察到干涉,而半透薄板能夠反射的光多,干涉現象明顯,利於空氣劈尖觀察光的干涉以檢驗底部玻璃板是否平整。
半透膜板是用高分子材料經過特殊工藝製成的,對光反射的性能較好,能夠反射80%以上的光。空氣劈尖根據薄膜干涉的道理,可以測定平面的平直度.測定的精度很高,甚至幾分之一波長那麼小的隆起或下陷都可以從條紋的彎曲上檢測出來.若使兩個很平的玻璃板間有一個很小的角度,就構成一個楔形空氣薄膜,用已知波長的單色光入射產生的干涉條紋,可用來測很小的長度.
⑽ 一些有關光譜方面的專業問題
一.簡述傅里葉變換紅外光譜儀的測試原理?
傅里葉變換紅外光譜儀由邁克耳遜干涉儀和數據處理系統組合而成,它的工作原理就是邁克耳遜干涉儀的原理。
邁克耳遜干涉儀的光路如圖所示,圖中已調到M2與M1垂直。∑是面光源(由被單色光或白光照亮的一塊毛玻璃充當),面上每一點都向各個方向射出光線,又稱擴展光源,圖中只畫出由S點射出光線中的一條來說明光路。這條光線進入分束板G1後,在半透膜上被分成兩條光線,反射光線①和透射光線②,分別射向M1和M2又被反射回來。反射後,光線①再次進入G1並穿出,光線②再次穿過補償板G2並被G1上的半透膜反射,最後兩條光線平行射向探測器的透鏡E,會聚於焦平面上的一點,探測器也可以是觀測者的眼睛。由於光線①和光線②是用分振幅法獲得的相干光,故可產生干涉。光路中加補償板G2的作用是使分束後的光線①和光線②都以相等的光程分別通過G1、G2兩次,補償了只有G1而產生的附加光程差。M2′是M2被G1上半透膜反射所成的虛象,在觀測者看來好象M2位於M2′的位置並與M1平行,在它們之間形成了一個空氣薄膜。移動M1即可改變空氣膜的厚度,當M1接近M2′時厚度減小,直至二者重合時厚度為零,繼續同向移動,M1還可穿越M2′的另一測形成空氣膜。最後通過觀測干涉條紋的分布情況就可以獲得我們所要的信息。
如果是傅里葉變換紅外光譜儀,那還要加上對干涉信息的數據處理系統而最終獲得我們的數據圖表。
二.紫外—可見分光光度計定量分析法的依據是什麼?
比耳(Beer)確定了吸光度與溶液濃度及液層厚度之間的關系,建立了光吸收的基本定律。
○1. 朗伯定律
當溶液濃度一定時,入射光強度與透射光強度之比的對數,即透光率倒數的對數與液層厚度成正比。人們定義:溶液對單色光的吸收程度為吸光度。公式表示為A=Lg(I0/It)
○2.比耳定律
當一束單色光通過液層厚度一定的均勻溶液時,溶液中的吸光物質的濃度增大dC,則透
射光強度將減弱dI,-dI與入射光光強度I與dc的積成正比。∴ −dI ∝I•dc -dI/I=k3•dc
A=Lg(I0/It)=K4 •C
這是吸光度與濃度的定量關系,是紫外—可見分光光度分析的定量依據,稱Beer定律,
k4——與入射光波長、溶液性質、液層厚度及溫度有關,故當上述條件一定時,吸光度與溶
液濃度成正比.
3.朗伯--比耳定律
若同時考慮液層厚度和溶液濃度對吸光度的影響,即把朗伯定律和比耳定律合並起來得:A = k b C
K——與入射光波長、溶液性質及溫度有關的常數
當一束波長為λ的單色光通過均勻溶液時,其吸光度與溶液濃度和光線通過的液層厚度的
乘積成正比。即為朗伯——比耳定律。
其中K的取值與C、b的單位不同而不同。若C以g/L表示,b以cm表示。則K以a表示,,稱吸光系數,單位L/g.cm ∴A = a b C
三.紅外光譜分析中固體式樣的常用制樣方法有哪些?
1.壓片法。在研缽中研磨成細粉末與乾燥的溴化鉀粉末混合均勻,裝入模具,在壓片機上壓製成片測試。
2. 糊狀法
在研缽中,將乾燥的樣品研磨成細粉末。然後滴入1~2滴液體石蠟混研成糊狀,塗於KBr或NaCl晶片上測試。
四.雙光束分光光度計與單光束分光光度計比有哪些優點?
雙光束分光光度計比單光束分光光度計結構復雜,可實現吸收光譜的自動掃描,擴大波長的應用范圍,消除光源強度波動所帶來的影響。具有較高的測量精密度和准確度,而且測量方便快捷,特別適合進行結構分析。