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技術說明

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激光干涉儀,以激光波長為已知長度,利用邁克耳遜干涉系統測量位移的通用長度測量。激光干涉儀有單頻的和雙頻的兩種

工作原理:在氦氖激光器上,加上一個約0.03特斯拉的軸向磁場。由于塞曼分裂效應和頻率牽引效應, 激光器產生12兩個不同頻率的左旋和右旋圓偏振光。經1/4波片后成為兩個互相垂直的線偏振光,再經分光鏡分為兩路。一路經偏振片1后成為含有頻率為f1-f2的參考光束。另一路經偏振分光鏡后又分為兩路:一路成為僅含有f1的光束,另一路成為僅含有f2的光束。當可動反射鏡移動時,含有f2的光束經可動反射鏡反射后成為含有f2 ±Δf的光束,Δf是可動反射鏡移動時因多普勒效應產生的附加頻率,正負號表示移動方向(多普勒效應是奧地利人C.J.多普勒提出的,即波的頻率在波源或接受器運動時會產生變化)。這路光束和由固定反射鏡反射回來僅含有f1的光的光束經偏振片2后會合成為f1-(f2±Δf)的測量光束。測量光束和上述參考光束經各自的光電轉換元件、放大器、整形器后進入減法器相減,輸出成為僅含有±Δf的電脈沖信號。經可逆計數器計數后,由電子計算機進行當量換算(乘 1/2激光波長)后即可得出可動反射鏡的位移量。雙頻激光干涉儀是應用頻率變化來測量位移的,這種位移信息載于f1f2的頻差上,對由光強變化引起的直流電平變化不敏感,所以抗干擾能力強。它常用于檢定測長機、、光刻機和等的坐標精度,也可用作測長機、高精度三坐標測量機等的測量系統。利用相應附件,還可進行高精度、平面度測量和小角度測量.


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分光光度計,又稱光譜儀(spectrometer),是將成分復雜的光,分解為光譜線的科學儀器。測量范圍一般包括波長范圍為380~780 nm的可見光區和波長范圍為200~380 nm的紫外光區。不同的光源都有其特有的發射光譜,因此可采用不同的發光體作為儀器的光源。鎢燈的發射光譜:鎢燈光源所發出的380~780nm波長的光譜光通過三棱鏡折射后,可得到由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫組成的連續色譜;該色譜可作為可見光分光光度計的光源。

工作原理:分光光度計采用一個可以產生多個,通過系列分光裝置,從而產生特定波長的光源,光源透過測試的樣品后,部分光源被吸收,計算樣品的吸光值,從而轉化成樣品的濃度。樣品的吸光值與樣品的濃度成正比。

單色光輻射穿過被測物質溶液時,被該物質吸收的量與該物質的濃度和液層的厚度(光路長度)成正比,其關系如下式:

A=-log(I/I)=-lgT=kLc

式中 :A 為吸光度;

I。為入射的單色光強度;

I 為透射的單色光強度;

T 為物質的透射率;

k 為摩爾吸收系數;

L 為被分析物質的光程,即比色皿的邊長;

c 為物質的濃度

物質對光的選擇性吸收波長,以及相應的吸收系數是該物質的物理常數。當已知某純物質在一定條件下的吸收系數后可用同樣條件將該供試品配成溶液,測定其吸收度,即可由上式計算出供試品中該物質的含量。在可見光區,除某些物質對光有吸收外,很多物質本身并沒有吸收但可在一定條件下加入顯色試劑或經過處理使其顯色后再測定,故又稱比色分析。由于顯色時影響呈色深淺的因素較多,且常使用單色光純度較差的儀器,故測定時應用標準品或對照品同時操作。


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掃描電鏡一種新型的電子光學儀器。它具有制樣簡單、放大倍數可調范圍寬、圖像的分辨率高、景深大等特點。數十年來,掃描電鏡已廣泛地應用在、醫學、冶金學等學科的領域中,促進了各有關學科的發展。

工作原理:圖是掃描電鏡的原理示意圖。由最上邊電子槍發射出來的電子束,經柵極聚焦后,在加速電壓作用下,經過二至三個電磁透鏡所組成的電子光學系統,電子束會聚成一個細的電子束聚焦在樣品表面。在末級透鏡上邊裝有掃描線圈,在它的作用下使電子束在樣品表面掃描。

由于高能電子束與樣品物質的交互作用,結果產生了各種信息:二次電子、背反射電子、吸收電子、X射線、俄歇電子、陰極發光和透射電子等。這些信號被相應的接收器接收,經放大后送到顯像管的柵極上,調制顯像管的亮度。由于經過掃描線圈上的電流是與顯像管相應的亮度一一對應,也就是說,電子束打到樣品上一點時,在顯像管熒光屏上就出現一個亮點。掃描電鏡就是這樣采用逐點成像的方法,把樣品表面不同的特征,按順序,成比例地轉換為視頻信號,完成一幀圖像,從而使我們在熒光屏上觀察到樣品表面的各種特征圖像。


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橢偏儀是一種用于探測薄膜厚度、光學常數以及材料微結構的光學測量儀器。由于測量精度高,適用于超薄膜,與樣品非接觸,對樣品沒有破壞且不需要真空,使得橢偏儀成為一種極具吸引力的測量儀器。

工作原理:已知的偏振態,在樣品表面被反射,測量得到偏振態(幅度和相位),計算或擬合出材料的屬性。


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