可见光和红外干涉滤光片透过率曲线(中心波长532nm)

物质光谱的定性分析和三棱镜折射率随光谱波长变化的规律研究(华工大学物理实验参考)

实验24 《光的色散研究》实验提要 实验课题及任务 《光的色散研究》实验课题任务是：当入射光不是单色光并且入射到三棱镜上时，虽然入射角对各种波长的光都相同，但出射角并不相同，表明折射率也不相同。对于一般的透明材料来说，折射率随波长的减小而增大。如紫光波长短，折射率大，光线偏折也大；红光波长长，折射率小，光线偏折小。折射率n 随波长λ又而变的现象称为色散。 学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《光的色散研究》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。 设计要求 ⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。 ⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶ 掌握用分光计测定三棱镜顶角和最小偏向角的原理和方法，并求出物质的折射率。 ⑷ 用分光计观察谱线，并测定玻璃材料的色散曲线λ~n ； ⑸ 应该用什么方法处理数据，说明原因。 ⑹ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。 实验仪器 给定分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯、钠光灯 实验提示 最小偏向角min δ。与入射光的波长有关，折射率也随不同波长而变化。折射率n 与波长λ之间的关系曲线称为色散曲线。本实验以高压汞灯为光源，各谱线的波长见附录。用汞灯的光谱谱线的波长作为已知数据，测量其通过三棱镜后所对应的各最小偏向角，算出与min δ对应的n 值，在直角坐标系中做出三棱镜的λ~n 色散曲线。用同一个三棱镜测出钠光谱谱线的最小偏向角，计算相对应的折射率，用图解插值法即可在三棱镜的色散曲线上求出钠光谱谱线的波长。 教师指导(开放实验室)和开题报告1学时；实验验收，在4学时内完成实验； 提交整体设计方案时间

红外截止滤光片

2012谈水晶（3）---红外截止滤光片 本篇将重点介绍水晶的另一个支柱产品---红外截止滤光片（IRCF），这是水晶成立后的第二个产品，也是目前对公司利润贡献最大的品种。2010年公司IRCF 销售收入为1.37亿，占当年总收入的42％。 一，产品介绍 IRCF是红外截止滤光片的简称，同OLPF一样，如果能记住对应的四个英文单词也就很容易搞其含义了： Infra-Red （红外） Cut（截止） Filte r（滤光片），简称IRCF。 红外截止滤光片是利用精密光学镀膜技术在光学基片上交替镀上高低折射率的光学膜，实现可见光区（400-630nm）高透，近红外（700－1100nm）截止的光学滤光片，主要应用于可拍照手机摄像头、电脑内置摄像头、汽车摄像头等数码成像领域，用于消除红外光线对CCD/CMOS成像的影响。 通过在成像系统中加入红外截止滤光片，阻挡该部分干扰成像质量的红外光，可以使所成影像更加符合人眼的最佳感觉。 与光学低通滤波器有所不同的是，光学低通滤波器主要应用于数码相机、数码摄像机和视频监控摄像头中，目的是为消除红外光的伪色现象，通过空间滤波去掉莫尔条纹；而红外截止滤光片则主要应用于可拍照手机、电脑内置摄像头、汽车摄像头的镜头系统，这些下游产品目前对于图像的成像质量要求不高，不需要考虑空间滤波，而关注的是光波滤波，即红外光抑制。 红外光抑制是图像传感器必需的功能之一，这是因为CCD、CMOS对光的感应和人眼不同，人眼只能看到380-780的可见光，而CCD、CMOS则可以感应红外光和紫外光，尤其对红外光十分敏感，所以必须要将红外光加以抑制，并保持可见光的高透过，使CCD/COMS对光的感应接近于人的眼睛，从而使拍摄的图像也符合眼睛的感应。由此可见，红外截止滤光片对于上述这些下游产品是不可或缺的，它的市场前景和市场容量也同这些下游产品密切相关。 公司生产的普通IRCF平均单价约0.5元，主要通过台湾的手机模组厂商供应给苹果、HTC等知名手机客户。 ◆在传统的红外截止滤光片基础之上，水晶又开发出以下衍生产品： 1，晶圆级红外截止滤光片 晶圆级红外截止滤光片为公司首家全球产业化产品，结合光刻等半导体工艺技术,提高了IRCF 生产的自动化程度,显著地减少了人力成本,实现生产由人力密集 型向技术密集型转变。其根源来自于手机镜头模组厂商的工艺更新。手机镜头是一个微型光学模组，一个手机光学模组包含10-20个配件（包括公司的IRCF），传统的工艺是单个加工，这样在生产和组装的过程中就需要大量的人工；而使用晶圆级的加工技术来加工镜头，则可以使生产和组装过程实现完全的自动化，生产完成后再将晶圆切割成单个的镜头，从而可以大大降低镜头模组的生产成本。这种加工工艺同半导体加工工艺类似，故称为晶圆级镜头（Wafer-Level Camer a）的加工工艺。

可见光的光谱及各类光的波长

c 在这里是光速，x 、y 和z 是空间的坐标，t 是时间的坐标，u (x ,y ,z )是描写光的函数，下标表示取偏导数。在空间固定的一点（x 、y 、z 固定），u 就成为时间的一个函数了。通过 傅里叶变换我们可以获得每个波长的振幅。由此我们可以得到这个光在每个波长的强度。这样一来我们就可以从波动方程获得一个光谱。 但实际上要描写一组光谱到底会产生什么颜色，我们还的理解视网膜的生理功能才行。 亚里士多德就已经讨论过光和颜色之间的关系，但真正阐明两者关系的是艾萨克·牛顿。约翰·沃尔夫冈·歌德也曾经研究过颜色的成因。托马斯·杨1801年第一次提出三元色的理论，后来赫尔曼·冯·亥姆霍兹将它完善了。1960年代人们发现了人眼内部感受颜色的色素，从而确定了这个理论的正确性。 人眼中的锥状细胞和棒状细胞都能感受颜色，一般人眼中有三种不同的锥状细胞：第一种主要感受红色，它的最敏感点在565纳米左右；第二种主要感受绿色，它的最敏感点在535纳米左右；第三种主要感受蓝色，其最敏感点在445纳米左右。杆状细胞只有一种，它的最敏感的颜色波长在蓝色和绿色之间。 每种锥状细胞的敏感曲线大致是钟形的。因此进入眼睛的光一般相应这三种锥状细胞和杆状细胞被分为4个不同强度的信号。 因为每种细胞也对其他的波长有反映，因此并非所有的光谱都能被区分。比如绿光不仅可以被绿锥状细胞接受，其他锥状细胞也可以产生一定强度的信号，所有这些信号的组合就是人眼能够区分的颜色的总和。 如我们的眼睛长时间看一种颜色的话，我们把目光转开就会在别的地方看到这种颜色的补色。这被称作颜色的互补原理，简单说来，当某个细胞受到某种颜色的光刺激时，它同时会释放出两种信号：刺激黄色，并同时拟制黄色的补色紫色。 事实上，某个场景的光在视网膜上细胞产生的信号并不是完全被百分之百等于人对这个场景的感受。人的大脑会对这些信号处理，并分析比较周围的信号。例如，一张用绿色滤镜拍的白宫照片——白宫的形象事实上是绿色的。但是因为人大脑对白宫的固有印象，加上周围环境的的绿色色调，人脑的会把绿色的障碍剔除——很多时候依然把白宫感受成白色。这被称作现象在英文中被称作“Retinex”——合成了视网膜（retina ）和大脑皮层（cortex ）两个单词。梵高就曾使用过这个现象作画。 人眼一共约能区分一千万种颜色，不过这只是一个估计，因为每个人眼的构造不同，每个人看到的颜色也少许不同，因此对颜色的区分是相当主观的。假如一个人的一种或多种锥状细胞不能正常对入射的光反映，那么这个人能够区别的颜色就比较少，这样的人被称为色弱。有 时这也被称为色盲，但实际上这个称呼并不正确，因为真正只能区分黑白的人是非常少的。 杆状细胞。杆状细胞虽然一般被认为只能分辨黑白，但它们对不同的颜色的灵敏度是略微不同的，因此当光暗下来的时候，杆状细胞的感光特性就越来越重要了，它可以改变我们对颜色的感觉。 、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行 高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况 ，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

三棱镜折射率与入射光波长关系的研究

三棱镜折射率与入射光波长关系的研究 一、实验要求 已知棱镜顶角，用什么方法测量它的折射率？作出折射率—波长关系曲线。 二、实验目的 1、用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率； 2、探究折射率与入射波长的关系。 三、实验仪器 分光计、光源（汞灯）、三棱镜、平面镜 四、实验原理 三棱镜如图02-16所示，AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角称为三棱镜的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。 1、最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率 如图所示，假设有一束单色平行光LD 入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER方向 射出，则入射光线LD与出射光线ER间的夹 角称为偏向角. 转动三棱镜，改变入射光对光学面AC 的入射角，出射光线的方向ER也随之改变， 即偏向角发生变化.沿偏向角减小的方 向继续缓慢转动三棱镜，使偏向角逐渐减 小；当转到某个位置时，若再继续沿此方 向转动，偏向角又将逐渐增大，此位置时 偏向角达到最小值，称为最小偏向角.

可以证明棱镜材料的折射率与顶角及最小偏向角 的关系式为： ()2 sin 21 sin min α αδ+= n 利用三棱镜的顶角α=60°及测出最小偏向角min δ，即可由上式算出棱镜材料的折射率n 。 实验中汞灯发出的是由波长为671（橙光）、546（绿）、435（蓝）、404(蓝紫）组成的复色光。测出各波长色光通过三棱镜的最小偏向角，进而可求出 各波长色光通过三棱镜的折射率n 。 五、实验内容与步骤 分光计的调节： 分光计由五部分组成：三脚架座、望远镜、载物平台、平行光管和游标盘.其结构见图02-21和图02-22 图02-21 1.平行光管 2. 载物台 3.刻度盘 4. 望远镜 5. 狭缝宽度调节旋钮 6. 望远镜目镜锁紧螺钉 7. 目镜视度调节手轮 8. 望远镜目镜体前后移动手轮 9. 望远镜水平调节螺钉 10. 载物台锁紧螺钉11. 狭缝体锁紧螺钉 12. 狭缝体系统前后移动手轮13. 游标盘微调螺钉14. 平行光管水平调节螺钉15. 望远镜止动螺钉16. 望远镜光轴高低调节螺钉 17. 小棱镜照明系统18. 刻度盘微调螺钉19. 刻度盘止动螺钉20. 游标盘调平螺钉 21. 游标盘止动螺钉22. 平行光管轴高低调节螺钉 分光计读数系统由主刻度盘（刻度范围0-360度，分度值0.5度）与游标盘（游标读数示值1分）组成 .

滤光片

什么是OLPF光学低通滤光片 OLPF 全名是Optical lowpass filter,即 光学低通滤光片，主要工作用来过滤输 入光线中不同频率波长光讯号，以传送 至CCD，并且避免不同频率讯号干扰到 CCD对色彩的判读。OLPF对于假色 （false colors）的控制上有显著的影响， 假色的产生主要来自于密接条纹、栅栏 或是同心圆等主体影像，色彩相近却不 相同，当光线穿过镜头抵达CCD时，由 于分色马赛克滤光片仅能分辨25%的红 与蓝色以及50%的绿色，再经由色彩处 理引擎运用数据差值运算整合为完整 的影像。 因为先天上色彩资料短缺，CCD根本无法判断密接条纹相邻色彩的参数，终于导致引擎判断错误输出错误的颜色。由于细条纹的方向不同，需用相对应角度的光学低通滤波晶片加以消除，又因为不同型号的CCD摄像机与CMOS 图象传感器在规格上有些差异，为针对不同的型号及同时兼顾不同方向所产生的干扰杂音，需用不同厚度、片数、角度组合的OLPF的设计，以提高取象品质。 IR-CUT双滤光片切换的作用 IR-CUT双滤光片的使用可以有效解决双峰滤光片产生问题。IR-CUT双滤光片由一个红外截止滤光片和一个全光谱光学玻璃构成，当白天的光线充分时红外截止滤光片工作，CCD还原出真实彩色，当夜间光线不足时，红外截止滤光片自动移开，全光谱光学玻璃开始工作，使CCD充分利用到所有光线，从而大大提高了低照性能。 IR CUT双滤光片专为CCD摄影机修正偏色、失焦的问题，促使撷取影像画面不失焦、不偏色,红外夜视更通透，解决红外一体机，日夜图像偏色影响，能够过滤强光让画面色彩纯美更柔和、达到人眼视觉色彩一致。 普通日夜型摄象机使用能透过一定比例红外光线的双峰滤片，其优点是成本低廉，但由于自然光线中含有较多的红外成份，当其进入CCD后会干扰色彩还原，比如绿色植物变得灰白，红色衣服变成灰绿色等等（有阳光室外环境尤其明显）。在夜间由于双峰滤光片的过滤作用，使CCD不能充分利用所有光线，其低照性能难以令人满意。

折射率的测量与运用

折射率的测量与运用 1、周凯宁，肖宁，陈棋，钟杰，李登峰《3种测量三棱镜折射率方法的对比》实验室研究与探索，第30卷第4期，第22--26页，2011年4月 摘要：为了提高实验效率，并找一种更加简捷的测量三棱镜折射率方法，对垂直底边入射法进行了研究，并和传统的最小偏向角法和全反射法进行了比较。垂直底边入射法让入射光线垂直于三棱镜顶角的临边入射，通过测量出射角度间接测量三棱镜折射率。比较了3种方法操作的简繁程度、测量数据的准确性和结果不确定度。实验结果表明，垂直底边入射法的操作较之传统方法更加简便，数据和最小偏向角法的结果符合很好，数据准确性次于最小偏向角法。最小偏向角法在数据的准确性方面优于其他两种方法．全反射法的不确定度明显高于其他2种测量方法。采用垂直底边入射法可以有效地达到简化测量三棱镜折射率的目的。 2、黄凌雄，赵丹，张戈，王国富，黄呈辉，魏勇，位民《Er ：SGB 晶体主轴折射率测量》人工晶体学报，第35卷第3期，第442--448页，2006年6月 摘要：根据Er ：sbGd(BO ，)，(Er ：sGB)的透过率曲线粗略估计了该晶体的折射率，再利用白准直法，精确测量了30—170℃范围内，O ．4880m μ、O ．6328m μ、1．0640m μ、1．338m μ等波长下Er ：sGB 晶体的主轴折射率，得到seumeier 方程并计算了1319m μ下Er ：sGB 晶体的主轴折射率，与实验测量的结果进行比较，两者的差异不大于2×410-，处在测量误差的范围内，验证了实验结果的可靠性。 3、杨爱玲，张金亮，唐明明，孙步龙《LFI 法测量半透明油的折射率》光子学报，第38卷第3期，第703--704页，2007年 摘要：LFl 方法曾被用来测量大直径光纤的折射率．用一半盛油一半为空气的毛细管代替光纤，并用聚焦的条形光束照射毛细管，空气与油的干涉奈纹同时产生．根据空气的条纹可以确定参数6，根据一组已知折射率的标准样品可确定另一参数f ，同时可以建立标准液体最外条纹的偏折角与折射率的标准曲线．对于未知折射率的样品，一旦测量出其最外条纹的偏折角，从标准曲线上就可以读出其折射率．实测了一组半透明油的折射率，其结果与阿贝折射仪测量结果接近． 4、廖焕霖，罗淑云，王凌霄，彭吉虎，吴伯瑜，沈嘉，高悦广，宋琼《LiNbo 。电光调制器行波电极微波等效折射率的测量》电子与信息学报，第25卷第2期，第284--288页，2003年2月 摘要：LINb03电光调制器器的设计中，行波电射的微波等效折射率是一个重要的参数，该文通过自行设计的微波探针架及探针，采用差值的方法，在微波同络分析仪上对样品CPW 电极的微波等效折射率进行了测量．分析了实测值与理论值的偏差，给出了修正因子，研究了微波等效折射率随频率变化的色散现象，并对这种测量方法进行了误差分析，提出了减小误差的方法。 5、黄凌雄，赵玉伟，张戈+，龚兴红，黄呈辉，魏勇，位民《LYB 晶体主轴折射率测量与评价》光子学报，第37卷第1期，第185--187页，2008年1月 摘要：采用自准直法测量了在30℃～170℃范围内，0．473m μ、0．6328m μ、1．0640m μ、1．338m μ等波长下LYB 晶体的主轴折射率，得到Sellmeier 方程并

一些常见薄膜和基底不同波长下的折射率和消光系数

- Al-1.txt 摘要： 50.50000 1.30360 0.00000 452.50000 1.30343 0.00000 454.50000 1.30326 0.00000 456.50000 1.30310 0.00000 458.50000 1.30293 0.00000 460.50000 1.30276 0.00000 462.50000 1.30260 0.00000 464.50000 1.30243 0.00000 466.50000 1.30226 0.00000 468.50000 1.30212 0.00000 470.50000 1.30204 0.00000 472.50000 1.30195 0.00000 474.50000 1.30186 0.00000 476.50000 1.30178 0.00000 478.50000 1.30169 0.00000 480.50000 1.30160 0.00000 482.50000 1.30151 0.00000 484.50000 1.30143 0.00000 486.50000 1.301 - SiO2.txt 摘要： 50.50000 1.47160 0.00000 452.50000 1.47142 0.00000 454.50000 1.47123 0.00000 456.50000 1.47104 0.00000 458.50000 1.47085 0.00000 460.50000 1.47066 0.00000 462.50000 1.47048 0.00000 464.50000 1.47029 0.00000 466.50000 1.47010 0.00000 468.50000 1.46994 0.00000 470.50000 1.46984 0.00000 472.50000 1.46975 0.00000 474.50000 1.46965 0.00000 476.50000 1.46955 0.00000 478.50000 1.46945 0.00000 480.50000 1.46935 0.00000 482.50000 1.46925 0.00000 484.50000 1.46915 0.00000 486.50000 1.469 - ZnO.txt 摘要： 50.000 2.522 0.000 360.000 2.423 0.000 370.000 2.351 0.000 380.000 2.296 0.000 390.000 2.253 0.000 400.000 2.217 0.000 410.000 2.189 0.000 420.000 2.164 0.000 430.000 2.144 0.000 440.000 2.126 0.000 450.000 2.111 0.000 460.000 2.098 0.000 470.000 2.086 0.000 480.000 2.075 0.000 490.000 2.066 0.000 500.000 2.058 0.000 510.000 2.050 0.000 520.000 2.043 0.000 530.000 2.037 0.000 540.000 2.031 0.000 550.000 2.026 0.000 560.000 2.021 0.000 570.000 2.016 0.000 580.000 2.012 0.00 - Si.txt 摘要： 53.50000 6.30317 1.18538 461.50000 5.97900 1.11817 469.50000 5.64673 1.02786 477.50000 5.35245 0.94166 485.50000 5.14349 0.88568 493.50000 4.91798 0.82339 501.50000 4.70963 0.76377 509.50000 4.55051 0.72150 517.50000 4.37202 0.67175 525.50000 4.24361 0.63767 533.50000 4.13235 0.61242 541.50000 3.97623 0.57215 549.50000 3.85000 0.53907 557.50000 3.73917 0.51160 565.50000 3.61492 0.47919 573.50000 3.52635 0.45665 581.50000 3.44791 0.43886 589.50000 3.35890 0.41896 597.50000 3.265 - Si3N4(Si Rich).txt

ICR滤光片切换原理

影像传感器对成像效果起着至关重要的作用，像素越高，影像传感器内部集成的感光电极也越多，同时我们也应该想到提升像素势必要涉及到制造成本，每提高一个等级，数码相机的价格都要高出一截，而且提升到一定程度后，CCD传感器由于制造工艺的限制，短时间内很难再有所突破。 目前主流的DSLR机型使用的CCD最多为600万像素左右，即使现在索尼生产出了700万、800万像素的CCD，但想要将其安置在DSLR机身内的话，最终效果只能是与预期效果背道而驰不合实际。而CMOS传感器却高达1600万像素以上。 CMOS的成像原理 CMOS可细分为被动式像素传感器(PassivePixelSensorCMOS)与主动式像素传感器(ActivePixelSensorCMOS)。它原本是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。可是有人偶然间发现，将CMOS加工也可以作为数码相机中的影像传感器，紧跟着就由XirLink公司于1999年首次推向市场，2000年5月，美国Omnivision 公司又推出了新一代的CMOS芯片。 CMOS最初曾被尝试使用在数码相机上，但与当时如日中天的CCD相比信噪比差，敏感度不够，所以没能占居主流位置。当然它也具备多种优点，普通CCD必须使用3 个以上的电源电压，可是CMOS在单一电源下就可以运作，与CCD产品相比同像素级耗电量小。另外CMOS是标准工艺制程，可利用现有的半导体制造流水线，不需额外投资生产设备，并且品质可随半导体技术的进步而提升，这点正是今年索尼IRCUT双滤光片对视频成像技术的影响文/彭中能够在很短时间内开发制造出CMOS芯片的原因。 从技术角度分析成像原理，核心结构上每单位像素点由一个感光电极、一个电信号转换单元、一个信号传输晶体管，以及一个信号放大器所组成。理论上CMOS感受到的光线经光电转换后使电极带上负电和正电，这两个互补效应所产生的电信号(电流或者

折射率与厚度的估算方法

镀个较厚一点的单层膜，根据极值点（膜比基底折射率高的看极小值，膜比基底折射率低的看极大值，并且选取长波段的极值点，因为在长波段折射率色散小）估算出膜层的折射率，该点的反射率，根据薄膜光学原理，相当于单个四分之一光学厚度的膜厚（单层四分之一光学厚度的薄膜等效折射率为n^2/ng,n为膜的折射率，ng为基底折射率)的反射率。算出折射率后，再判断极值级次，根据这个级次就可算出膜厚。现在举一例子加深理解。 图中基底折射率为1.52，该曲线的透过率极大值是空白玻璃的透过率，说明镀的膜没有起增透作用，判断膜的折射率应该大于基底的折射率，所以我们要选极小值点的反射率来分析薄膜的折射率（选极大值等于在分析空白玻璃，因为是偶数个四分之一膜厚，等同虚设层），为选色散小的区域，可以找到最长波段的极小值为1184nm，透过率为80.08%。设空白基底的单面透过率为T1，镀有膜层侧的单面透过率为T2，总和透过率，也就是所测透过率为T，则有关系式1/T=1/T1 + 1/T2 - 1(大家可以自己推算，就是简单的等比数列叠加，可先算出R1，R2和R的关系式R＝(R1＋R2－2R1R2)/(1-R1R2),然后用1-Rx代替Tx），在这儿T1=95.742%, T=80.08%, T2为未知数，代入后得出T2＝83.037%，于是R2＝1－T2＝16.963%，R2＝(n ^2/ng-1)^2 / (n^2/ng +1)^2 ，n=sqrt(ng*(1+sqrt(R2))/(1-sqrt(R2) )=1.910，这就是膜层的折射率 然后来算膜厚。首先判断透过率曲线的级次，在脑中要明确的是，当膜的折射率大于基底时，所有的极小值都是奇数个四分之一膜厚，当膜的折射率小于基底时，所有的极大值都是奇数个四分之一膜厚，根据前面分析，这儿当然是极小值啦。如果没有折射率色散，相邻两个极值之间的波长位置的比值应为k/(k+1), k=1,3,5,7....(设第一个极值位置波长为λ1,相邻的另一个极值位置波长为λ2，这里假设λ2的级次高于λ1,所以λ1＞λ2，则kλ1/4=nd, (k+1)λ2/4=nd,两者比较后，就得出λ1/λ2=(k+1)/k )。我们来看891.0nm和1184nm这两个极值，1184/891=1.328，所以判断k=3，于是根据kλ1/4=nd 有d=kλ1/4n =3*1184/(4*1.91)=464.9nm。 说明：这种方法只是粗略地估计膜层的折射率和厚度，因为我们忽略了折射率的色散，也忽略了薄膜在沉积过程中的折射率非均匀性。要精确测量还是要通过带有修正因子的程序拟合，或且专门仪器测量。

红外滤光片的作用

红外滤光片指红外摄影用的深红色滤光片。颜色即使不太深的滤光，也会有相应的效果.红外滤光片主要应用于安防监控领域，红外气体分析仪,夜视 产品,红外探测器，红外接收机,红外感应，红外通讯产品。具体到产品比如：监控摄相机，遥控器，红外幕墙产品，红外感应马桶、水龙头、洗手液 装置，红外测温器，红外打印机，交互式电子白板，红外触摸屏，指纹识别机等。 红外滤光片作用，即滤除红外线: 彩色监控摄像头CCD也可感应红外线,就是因为会感应红外线,会导致D.S.P无法算出正确颜色,，因此须加一片 滤光片,把光线中红外线部份隔开,所以只有彩色CCD需要装滤光片,黑白就不用了修整进光: 因为监控摄像头CCD上是一颗颗的感光体(CELL)构成,最好 光线是直射进来,但为了怕干扰到邻近感光体,就需要对光线加以修整,因此那片滤光片不是玻璃,而是石英片,利用石英的物理偏光特性,把进来的光线 ,保留直射部份,反射掉斜射部份,避免去影响旁边的感光点.赓旭光电 1、滤除红外线: 可用镀膜方式及蓝玻璃,镀膜分真空镀膜及化学镀膜方式,化学镀膜是将石英片浸入溶剂中加以电镀,成本低但镀膜厚度不平均且 容易脱落,真空镀膜是用真空蒸镀法,镀膜均匀且不易脱落,但成本高.以上我们称IR Coating , 目地在滤除红外线, 另外还要加上所谓的AR-Coating 的镀膜,目地是增加透光率,因为光线在透过不同介质时(比如从空气进入石英片),会产生部分的折射及反射,加上AR-Coating 后,滤光片可达到98-99% 的穿透率,否则只有90-95的穿透率,这对CCD的感光度当然有影响. 另外是用蓝玻璃,蓝玻璃是用”吸收”的方式过滤红外线,而IR-Coating是用反射的 方式滤掉红外线,但反射光容易造成干扰,如果只考虑滤除红外线, 蓝玻璃是比较好的选择 . 但上文说玻璃无法修整光线,因此就有一片蓝玻璃加一片 石英片的所谓”两片式”滤光片.其中蓝玻璃用来滤红外线,而石英片修整光线用,因此石英片上只需做AR-Coating就行了. 2、修整光线上文说到, 利用石英的物理偏光特性,把进来的光线,保留直射部份,反射掉斜射部份,但只能对一个方向修整,通常监控摄像头只考虑到水平分辨率,因 此只对光线做水平修整,因此监控摄像头在贴滤光片时方向要对,不可弄反了.那如果垂直光线也要修整的话怎办?很简单,就黏两片 ,把其中一片转90度就行了,因此就有这种也叫”两片式”的滤光片,一片用在水平修整,一片用在垂直修整,其中一片再做IR -Coating 来滤红外线.。

分光计的调节和用衍射光栅测定光的波长.docx

分光计的调节和用衍射光栅测定光的波长 一、实验任务 1．了解分光计的结构和调节过程, 学习正确调节分光计; 2．观察光栅对钠光衍射现象； 3．用光栅衍射法测量钠光的波长； 4．观察白光的光栅衍射现象。 二、操作要点 1．调节分光计 （ 1）调节望远镜：先调节望远镜聚焦于无穷远处（即适合平行光），再调节望远镜的光轴与仪器的主轴垂直； （2）调节平行光管：先调节平行光管，使其发出平行光，再调节平行光管的光轴与 仪器的主轴垂直。 2．调节光栅 调节光栅平面的法线垂直于仪器的主轴，调节光栅刻痕方向平行于仪器的主轴。 3．测定钠光波长 测出各级衍射亮线的角位置，将测量数据填入记录表格中。光栅常数d=1/300 mm 。 4．观察光栅的白光衍射现象，并画出观察到的衍射图像。 三、注意事项 1．分光计是较精密的仪器，调节时要严格按照操作规程； 2．光栅是易损元件，注意轻拿轻放，以防打碎； 3．为了延长钠光灯的使用寿命，严禁频繁开闭。 四、报告要求 -- 1．计算衍射角度，由所测的各λ值计算λ，并将λ与钠黄光标准值λ= 589.3 nm相比较， κ 计算测量的相对偏差。要求写出完整的计算过程，包括所用公式和代入实验数据后的表达 式。 2．画出白光光栅衍射光谱示意图并标出光谱的色序排列。 五、设计性内容 钠黄光由两条谱线组成，测量它们的波长差。 六、讨论题 1、 3 。 附录： FGY-10 型分光计结构特点与使用方法简介（二校区实验室使用） 该型分光计的望远镜、平行光管结构及其调整方法与讲义中介绍的基本相同，但其读 数盘的结构及读数方法是不同的。见下图：

读数装置： 该分光计的读数装置如图所示，由主刻度盘、游标盘、照明灯及读数窗组成。在主刻 度盘周边沿半径方向刻有1080 条透光线条，将周边等份为1080 个分度。每分度所对应的圆心角为20′。在游标盘上对称地配置两个分度相同的游标。游标的40个分度与主刻度盘上的 39 个分度对应的圆心角相同（13° 00′ 00″）。根据游标原理可知，此游标的分度值 为30″。 读数方法： 接通分光计电源后，在读数窗中看到的度盘和游标刻线均呈亮条纹。游标盘与刻度盘 所对准的刻线，在两盘的弧线间以亮线贯通。读数时，20 ′的整数倍部分（以 A 表示）根据游标盘0 刻线在刻度盘中所处位置进行读数；不足20′的部分（以 B 表示）根据贯通线的位置再游标上读取。两部分之和（A+B）即为分光计角度的读数。 由于两盘的刻线面间有一定间距，当从 读数窗望下看时，贯通线的位置会随观察角 度不同而变化。这就要求在测量时要始终以 相同的观察角度（如总是垂直于读数窗）进 行读数。又因刻线具有一定宽度，有时会出 现两条线同时贯通的情况，这是刻将读数估 计在两条贯通亮线中间所对应的位置。 例如上图 (a) 所示情况， A = 250 ° 40′， B＝ 02′00″。于是，分光计的读数值为 θ=175 ° 42′ 00″。对于上图 (b) 的情况， A = 175 °20′， B＝ 06′ 15″，则分光计 读数为θ=175°26′15″。 ·1·

无线电波的波长频率与波段

无线电波的波长(频率)与波段 电磁波的电场(或磁场)随时间变化，具有周期性。在一个振荡周期中传播的距离叫波长。振荡周期的倒数，即每秒钟振动(变化)的次数称频率。很显然，波长与频率的乘积就是每秒钟传播的距离，即波速。令波长为λ，频率为f，速度为V，得： λ=V/f波长入的单位是米(m)，速度的单位是米/秒(m/sec)，频率的单位为赫兹(Hertz，Hz)。 整个电磁频谱，包含从电波到宇宙射线的各种波、光、和射线的集合。不同频率段落分别命名为无线电波(3KHz—3000GHz)、红外线、可见光、紫外线、X 射线、丫射线和宇宙射线。 在19世纪末，意大利人马可尼和俄国人波波夫同在1895年进行了无线电通信试验。在此后的100年间，从3KHz直到3000GHz频谱被认识、开发和逐步利用。根据不同的持播特性，不同的使用业务，对整个无线电频谱进行划分，共分9段：甚低频(VLF）、低频(LF)、中频(MF)，高频(HF)、甚高频(VHF)\特高频(uHF)\超高频(sHF)\极高频(EHF)和至高频，对应的波段从甚(超)长波、长波、中波、短波、米波、分米波、厘米波、毫米波和丝米波(后4种统称为微波)。见下表。 无线电频谱和波段划分 段号频段名称 频段范围 （含上限不含下限）波段名称 波长范围（含 上限不含下 限） 1甚低频（VLF）3～30千赫（KHz）甚长波100～10km

2低频（LF）30～300千赫（KHz）长波10～1km 3中频（MF） 300～3000千赫 （KHz） 中波1000～100m 4高频（HF）3～30兆赫（MHz）短波100～10m 5甚高频（VHF）30～300兆赫（MHz）米波10～1m 6特高频（UHF） 300～3000兆赫 （MHz）分米 波 微波 100～10cm 7超高频（SHF）3～30吉赫（GHz） 厘米 波 10～1cm 8极高频（EHF）30～300吉赫（GHz） 毫米 波 10～1mm 9至高频 300～3000吉赫 （GHz）丝米 波 1～0.1mm

滤光片在摄像头中的原理

滤光片在摄像头中的原理 一、光的特性 光是由一种称为光子的基本粒子组成，具有粒子性与波动性，或称为波粒二象性。它的物理特性有直进性、反射、折射、干?h、衍射、偏振及光电效应等等。光又是能量的一种传播方式。 光源之所以发出光，是因为光源中原子的运动，包括热运动、跃迁辐射、受激辐射三种，前者为生活中最常见的，如灯光和火焰，后者多应用于激光。在光的产生过程中，因为跃迁能级的不同，释放出不同频率的光子（爱因斯坦能量方程），即产生电磁波辐射，其波长范围为 1nm(1nm=10-9m)至1mm(1mm=10-3m)，根据波长不同，可以把光分成γ射线区、X射线区、紫外光区、可见光区、红外光区、微波区、无线电波区等几个部分。按红外射线的波长范围，可粗略地分为近红外光谱（波段为780nm-2526nm）、中红外光谱（波段为2526nm-4000nm）和远红外光谱（波段为5000nm-14um），可见光通常指波长范围为:390nm-780nm的电磁波。但人眼实际可见范围是:312nm-1050nm。而可见光区不同频率的光会呈现不同的颜色，依次为红:605nm-700nm,橙:595-605,黄:580-595,绿:500-560,青:480nm-490nm,蓝:435nm-480nm,紫:400-435。白光为所有这些光谱的综合。如果用棱镜折射白光，就能够观察到上述可见光光谱，我们将复色光（如白光）被色散系统（如棱镜）分类后，按波长的大小依次排到的图案称为光谱。 光沿直线传播，也就是说，光是直线运动的，也不需要任何介质，但在其他物体的重力场的影响下，光的传播路径会发生偏折。光线遇另一介质反射的情况是指入射光返回原介质的情形，反射定律可按下列三原则来解释： 入射线、反射线与法线在同一平面上。 入射线与反射线在法线的两侧。 入射角等于反射角：∠θi=∠θr 光从不同密度的介质穿过时发生的偏折现象称为折射，不同介质可以出现不同的折射角，由该介质的折射率n=sim∠θ1?usim∠θ2来决定，并遵从斯涅尔定律:n1sim∠θ1=n2sim∠θ2。物质吸收光子并激发出自由电子的行为称为光电效应，也就是一种光游离作用（光子将电子撞出原子，使之游离的过程）。正是由于光具有光电效应，科学家因此发明了光偶合成像技术，包括CCD：全称ChargeCoupledDevice即电荷耦合器件的缩写，它是一种特殊半导体器件，上面有很多一样的感光元件，每个感光元件叫一个像素；和CMOS：全称ComplementaryMetalOxideSemiconductor，即互补金属氧化物半导体。它们被广泛应用于数码照相机、DV、监控摄像机、电子显微镜等等。 二、滤光片的作用

可见光的光谱及各种光的波长

各种光的波长 各种光的波长可见光的光谱

一个虹所表现的每个颜色只包含一个波长的光。我们称这样的颜色 为单色的。虹的光谱实际上是连续的，但一般人们将它分为七种颜色：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，但每个人的分法总是稍稍不同的。单色光的强度也会影响人对一个波长的光的颜色的感受，比如 暗的橙黄被感受为褐色，而暗的黄绿被感受为橄榄绿，等等。p1Ean qFDPw 显示器无法产生单色的橙色）。出于眼睛的生理原理，我们无法区 分这两种光的颜色。 也有许多颜色是不可能是单色的，因为没有这样的单色的颜色。黑色、灰色和白色比如就是这样的颜色，粉红色或绛紫色也是这样的 颜色。DXDiTa9E3d 波动方程是用来描写光的方程，因此通过解波动方程我们应该可以 得到颜色的信息。在真空中光的波动方程如下： utt = c2(uxx + uyy + uzz> c在这里是光速，x、y和z是空间的坐标，t是时间的坐标，u(x,y, z>是描写光的函数，下标表示取偏导数。在空间固定的一点

但实际上要描写一组光谱到底会产生什么颜色，我们还的理解视网膜的生理功能才行。 亚里士多德就已经讨论过光和颜色之间的关系，但真正阐明两者关系的是艾萨克·牛顿。约翰·沃尔夫冈·歌德也曾经研究过颜色的成因。托马斯·杨1801年第一次提出三元色的理论，后来赫尔曼·冯·亥姆霍兹将它完善了。1960年代人们发现了人眼内部感受颜色的色素，从而确定了这个理论的正确性。5PCzVD7HxA 人眼中的锥状细胞和棒状细胞都能感受颜色，一般人眼中有三种不同的锥状细胞：第一种主要感受红色，它的最敏感点在565纳M左右；第二种主要感受绿色，它的最敏感点在535纳M左右；第三种主要感受蓝色，其最敏感点在445纳M左右。杆状细胞只有一种，它的最敏感的颜色波长在蓝色和绿色之间。jLBHrnAILg 每种锥状细胞的敏感曲线大致是钟形的。因此进入眼睛的光一般相应这三种锥状细胞和杆状细胞被分为4个不同强度的信号。xHAQX74 J0X 因为每种细胞也对其他的波长有反映，因此并非所有的光谱都能被区分。比如绿光不仅可以被绿锥状细胞接受，其他锥状细胞也可以产生一定强度的信号，所有这些信号的组合就是人眼能够区分的颜色的总和。LDAYtRyKfE

光的各个波长区域-nm

光的各个波长区域 光是一种电磁波，它的波长区间以几个nm(1nm=10-9m)到1mm左右。这些光并不是都能看得见的，人眼所能看见的只是其中的一部分，我便把这部分光称为可见光。在可见光中，波长最短的是紫光，稍长的是蓝光，以后的顺序是青光、绿光、黄光、橙光和红光，其中红光的波长最长，在不可见光中，波长比紫光短的光称为紫外线，比红光长的光叫做红外线。下表列出紫外可见光和红外区的大致的波长范

围。波长小于200nm的光之所以称为真空紫外，是因为这部分光在空气中很快被吸收，因此它只能在真空中传播。 现在常用的光波波长单位是μm,nm和?（埃），它们之间的关系是：1μm=103nm=104?。光除具有波动性之外，还具有粒子性。量子论认为，光是由许多光量子组成的，这些光量子具有的能量为hυ，其中h=×10-34J·S是普朗克常数，υ=c/λ是光的频率，c=3×10-8m/s 是真空中的光速。量子论较好地反映了光的波粒二象性。 在光辐射中的一部分是人眼能够看得见的。人眼怎么会感到这部分光的呢原来在人眼的视网膜上面布满了大量的感光细胞。感光细胞有两种：柱状细胞和锥状细胞。前者灵敏度高，能感觉极微弱的光；后者灵敏度较低，但能很好的区别颜色。在柱状细胞和锥状细胞里都会有一种感光物质，当光线照到视网膜上时，感光物质发生化学变化，刺激神经细胞，最后由神经传到大脑，产生视觉。如同感光片对各种颜色光的灵敏度也不一样，它对绿光的灵敏度最高，可对红光的灵敏度低得多。也就是说，相同能量的绿光和红光，前者在人眼中引起的视觉强度要比后者大得多。实践表明，不同的观察者的眼睛对各种波长的光的灵敏度稍有不同，而且还随着时间、观察者的年龄和健康状况而变。因此，只能以许多人的大量观察结果中取平均。现在大家公认的视觉函数曲线是国际照明委员会（简称CIE）根据平均人眼对各种波长的光的相对灵敏度值画成的曲线。

用透射光栅测定光波波长

用透射光栅测光波波长 一、实验目的 1、进一步学习分光计的调整和使用。 2.加深对光的衍射理论及光栅分光原理的理解 3 掌握用透射关光栅测定光波波长、光栅常数及角色散率的方法。 二、实验仪器 分光计、钠灯、光栅等 三、实验原理 光栅是根据多缝衍射原理制成的一种分光元件。它 不仅适用于可见光，还能用于红外和紫外光波。由于制造方法或用途不同，光栅的种类很多，有刻痕光栅和全 息光栅之分；有透射光栅和反射光栅之分等等。本实验 选用透射式平面刻痕光栅，它在光栅上每毫米刻有n 条 刻痕，其光栅常数d = 1/n 。现代光栅技术可使n 多达一千条以上。 1．光栅衍射及光波波长的测定 由夫琅和费衍射理论，当波长为λ的单色光垂直入射至光栅上，满足光栅方程 λθk d =sin （ ,3,2,1,0=k ） （1） 时，θ方向的光加强，其余方向的光几乎完全抵消。式中d 为光栅常数，θ为衍射角。若已知λ，则可求d ；若已知d ，则可求λ。 2． 光栅的角色散率 光栅在θ方向的角色散率为 θ λθcos d k d d D == （2） 测出d 及θ，可求出该方向的角色散率D 。 四、实验内容和步骤 1．调节分光计 分光计的调节要求是：望远镜聚焦于无穷远；准直管发出平行光；准直管与望远镜同轴并与分光计转轴正交．调节时，首先用目视法进行粗调。使望远镜、准直管和载物台面大致垂直于分光计转轴，然后按下述步骤和方法进行细调． (1)用自准法调节望远镜聚焦于无穷远． (2)调节望远镜主轴垂直于仪器转轴． 1 75——图b d θP θ2L 1L S G

图33-5-------图33-6 (3)调节分划板上十字叉丝水平与垂直．转动载物平台，从目镜中观察绿十字像是否沿叉丝水平线平行移动，若不平行，则可转动分划板套筒使其平行(注意不要破坏望远镜的调焦), 到此，望远镜已调好，可作为基准进行其它调节． (4)调节准直管发出平行光且准直管主轴与转轴垂直 2、光栅位置的调节 将光栅按照上面平面镜的位置放置，并与准直管尽量垂直。一般情况下，因为光栅片与载物小平台并不垂直，因此，光栅放在已经调好的分光计上后，还要对分光计进行调节，但此时不能调节分光计的望远镜系统，只能调节载物小平台。其要求是：亮十字反射回来的像(绿十字)及狭缝像与调整叉丝的竖直线重合，亮十字反射回的像的水平线同时与调整叉丝的水平线重合。因为光栅的两面并不严格平行，因此，此时调节光栅时不必将光栅转动1800 。 用钠灯照亮狭缝，转动望远镜观察光谱，如果左右两侧的光谱线相对于目镜中的叉丝的水平线高低不等，说明光栅的衍射面和观察面不一致，这时可调节平台上的螺钉c ，使他们一致（调整a,b 可否？为什么？）。 3、测定光栅常数d 根据（1）式，只要测出第k 级光谱中波长为λ的已知谱线的衍射角θ，就可以求出d 值。测量钠光谱中双黄线中的nm D 995.5882=λ的第1级或第2级的衍射角。 方法：转动望远镜使叉丝对准谱线的中心，记录两游标的读数21,v v ；将望远镜转到另一侧，使叉丝对准谱线的中心，记录两游标的读数' '21,v v ，衍射角 )]()[(2 12211v v v v -'+-'=θ 重复测量三次，计算光栅常数d 及其标准不确定度。 4、测量光谱中绿光的波长 用以测出的光栅常数，在测量此谱线的衍射角就可以用衍射公式求出谱线的波长。衍射角的测量同上，测量三次。 5、测量光栅的角色散 对钠光灯，光谱中的双黄线nm D 592.5891=λ，nm D 995.5882=λ，两黄线的波长差为nm 597.0=?λ，测出其第1级、第2级光谱中的两黄线的衍射角21,θθ，衍射角的测量同上，测量三次。根据公式（2）计算角色散率。 思考题 １．本实验对分光仪的调整有何特殊要求？如何调节才能满足测量要求？ ２．分析光栅和棱镜分光的主要区别。 ３．如果光波波长都是未知的，能否用光栅测其波长？