UV LED在皮肤科的应用

UV LED在皮肤科的应用
UV LED在皮肤科的应用

UV LED在皮肤科的应用

近年来,紫外(UV)发光二极管(lightemittingdiode,LED)相关技术突飞猛进,已可满足特定波段的UVB、UVA在临床上的应用。特别是LED较传统荧光灯管、灯泡等在光源寿命以及环保性能等方面的显著优势,引起皮肤科医生和设备制造商的广泛关注。

UVALED的相关研究

2009年Inada等[1]对比了LED与灯泡两种UVA1光源照射对JurkatT细胞凋亡的影响,结果显示,两种光源所引起的细胞凋亡和坏死比率相同。2012年Inada等[2]进一步对比了LED与灯泡两种UVA1光源的治疗相关参数,包括耗电量、达到稳定输出时照射范围内的强度均一性、达到标称照射强度所需时间,以及输出强度的稳定性等。结果显示,LED在上述特性上均明显优于灯泡设备:LED的能量消耗仅为灯泡设备的1/3;设备启动后,灯泡设备达到稳定的强度输出需1min,而LED设备仅需几秒。在1h的照射过程中,LED的输出保持稳定,而灯泡处于持续波动状态。此外,研究者采用10、20、30mW/cm2的照射强度,分别以12、24、36J/cm2的剂量照射小鼠,观察照射过程中LED和灯泡组小鼠体内和体表温度以及JurkatT细胞凋亡的情况。完成36J/cm2剂量照射时,小鼠体表温度LED组升高3~4℃,灯泡组升高8~10℃,但体内温度两组间没有明显差异。

研究过程中,灯泡组30mW/cm2照射18min时,体表温度达到了60℃,终止实验。两种光源在10J/cm2、20J/cm2、30J/cm2三种不同照射剂量下,均诱导了JurkatT细胞的凋亡,UVA1灯泡组的细胞凋亡比例较LED组高3%。研究者指出,基于UVA1LED与灯泡类传统光源照射所发生的生物学效应基本相同,UVA1LED可用于目前使用UVA1灯泡类设备治疗的所有适应证。同时,因LED较传统光源在输出稳定性、对体表温度影响以及环保等方面更优的光源特性,是未来UVA1治疗设备的发展趋势。Wan等[3]对比分析了波长365nm的LED设备和单色仪(irradiationmonochromatorIM)的优缺点,77例志愿者下背部两侧分别使用365nmLED设备和IM进行最小红斑量(MED)测定,其中66例(85.7%)两者MED相同,10例LED的MED值比IM 高1级。研究者分析上述结果的原因提出,首先在峰值均为365nm时,输出光谱波宽LED为11nm,IM 为18nm,因此IM较LED输出的光谱中包含了更多较短波长的光线;其次,IM的输出强度不稳定,导致测定过程中皮肤实际接受的照射剂量可能更高。以上两个原因造成在使用IM测定MED时更

容易导致皮肤红斑,从而影响了MED测定的准确性。同时,UVA1的输出强度LED远高于IM,在相同测试剂量下,LED设备的耗时更短。因此,LED为光源的光试验装置在临床上较单色仪更有优势。

UVBLED的相关研究

Kemény等观察了峰值为310nmUVBLED治疗银屑病的疗效。该研究纳入20例稳定期斑块状银屑病,选择对称部位皮损进行自身双侧对照,一侧不做任何治疗,另一侧使用310nmLED光疗,每周治疗4次,共治疗8周或至皮损清除。采用两种治疗方案,每种方案各治疗10例,方案1以1MED起始,依据治疗后的皮肤反应,每次增加20%~50%,直至5MED。方案2采用较小的剂量递增方式,类似于家庭光疗中常用的方案:以0.7MED起始,每次增加0.1MED,最大增至3.8MED。方案1组中9例完成试验,治疗2周时皮损PSI评分从8.6降至5.5(P<0.001),皮损显著改善,8例达到PASI75%,对照侧皮损无改善。方案2组10例均完成治疗,治疗次数为12~32次(平均27次);PSI评分从9.5降至5.1(P<0.001),皮损显著改善;7例达到PASI75%。这项研究表明,UVBLED能有效治疗局限性银屑病。作者同时指出,因LED体积小,以LED为光源的光疗设备可以设计为体积较小的便携式设备,而LED较灯管或灯泡类光源也更便于照射面积的灵活变化,更适用于家庭光疗设备中的光源选择。贺勤等[5]对比了308nm准分子光与308nmLED 治疗白癜风的疗效,研究共纳入76例白癜风患者,随机分为308nm准分子光与308nmLED治疗组,结果显示,治疗10次后,准分子光和LED组的有效率分别为30.08%和32.52%;治疗20次后的有效率分别为50.41%和52.03%,差异均无统计学意义(P>0.05)。两组患者皮损的色素恢复程度随治疗次数增加而增加,治疗有效率均显著提高(P<0.05)。研究表明,308nmLED和准分子光治疗白癜风疗效相同。

UVLED光疗设备作为一种新型光源的治疗手段,具有使用寿命长、无需预热,快速达到预设输出强度,且输出持续稳定的优势。因单个LED芯片直径仅为350μm,LED光疗设备可实现设计上的便携轻巧,为临床医生提供了更多治疗选择。

单、双、多层增透膜的原理及应用

单、双、多层增透膜的原理及应用 (转载自网络并整理) ? 单层λ/4增透膜 λ/4的光学增透膜(下面讨论时光学元件用玻璃来代替, 初始入射介质用空气来代替), 一般为在玻璃上镀一层光学厚度为λ/4的薄膜,且薄膜的折射率大于空气的折射率, 小于玻璃的折射率由菲涅耳公式知, 光线垂直人射时, 反射光在空气一薄膜界面和薄膜一玻璃界面都有半波损失设空气、镀膜、玻璃的折射率分别为n0,n1,n2 且n2>n1>n0定义R01,T01为空气-薄膜界面的反射率与透射率,R01,T01为薄膜-空气界面的反射率与透射率,R12,T12为薄膜-玻璃界面的反射率与透射率, R21,T21为玻璃-薄膜界面的反射率与透射率如图4-1所示示, 为了区分人射光线和反射光线, 这里将入射光线画成斜入射,图4-1中反射光线1和2的光程差为λ/2, 这样反射光便能完全相消由菲涅耳公式知道, 光垂直通过界面时, 反射率R 和透射率T 与折射率n 的关系为: 2 212 11221122 1 21221 122 101 00110012 1011001)(41) ()(41) (n n n n R T T n n n n R R n n n n R T T n n n n R R += -==+-==+= -==+-== 设人射光的光强为I0, 则反射光线1的光强I1=I0R0, 反射光线2的光强I2=I0I01R12T10。余下的反射光的光强中会出现反射率的平方, 因为反射率都比较小, 故可不再考虑。λ/4的光学增透膜使反射光线1与反射光线2的光程差为δ=2n1d1=λ/2, 故相位差为л, 由干涉理论知, 干涉后的光强为: 212010102121)(cos R T R I I I I I I p -=++=π 因为折射率n0,n1,n2比较接近,例如n0=1,n2=1.5的界面,T=96%,故可近似地取T01和T10为1,若使Ip 为0 ,则有R01=R12,即: 21 21220101)()( n n n n n n n n +-=+-

同步辐射原理与应用简介

第十五章 同步辐射原理与应用简介§ 周映雪 张新夷 目 录 1. 前言 2.同步辐射原理 2.1 同步辐射基本原理 2.2 同步辐射装置:电子储存环 2.3 同步辐射装置:光束线、实验站 2.4 第四代同步辐射光源 2.4.1自由电子激光(FEL) 2.4.2能量回收直线加速器(ERL)同步光源 3. 同步辐射应用研究 3.1 概述 3.2 真空紫外(VUV)光谱 3.3 X射线吸收精细结构(XAFS) 3.4 在生命科学中的应用 3.5 同步辐射的工业应用 3.6 第四代同步辐射光源的应用 4.结束语 参考文献 §《发光学与发光材料》(主编:徐叙瑢、苏勉曾)中的第15章:”同步辐射原理与应用 简介”,作者:周映雪、张新夷,出版社:化学工业出版社 材料科学与工程出版中心;出版日期:2004年10月。

1. 前言 同步辐射因具有高亮度、光谱连续、频谱范围宽、高度偏振性、准直性好、有时间结构等一系列优异特性,已成为自X光和激光诞生以来的又一种对科学技术发展和人类社会进步带来革命性影响的重要光源,它的应用可追溯到上世纪六十年代。1947年,美国通用电器公司的一个研究小组在70MeV的同步加速器上做实验时,在环形加速管的管壁,首次迎着电流方向,用一片镜子观测到在电子束轨道面上的亮点,而且发现,随加速管中电子能量的变化,该亮点的发光颜色也不同。后来知道这就是高能电子以接近光速在作弯曲轨道运动时,在电子运动轨道的切线方向产生的一种电磁辐射。图1是当时看到亮点的电子同步加速器的照片,图中的箭头指出亮点所在位置。那时,科学家还没有意识到这种同步辐射其实是一种性能无比优越的光源,高能物理学家抱怨,因为存在电磁辐射,同步加速器中电子能量的增加受到了限制。大约过了二十年的漫长时间,科学家(非高能物理学家)才真正认识到它的用处,但当时还只是少数科学家利用同步辐射光子能量在很大范围内可调,且亮度极高等特性,对固体材料的表面开展光电子能谱的研究。随着同步辐射光源和实验技术的不断发展,越来越多的科学家加入到同步辐射应用研究的行列中来,同步辐射的优异特性得到了充分的展示,尤其是在红外、真空紫外和X射线波段的性能,非其他光源可比,很多以往用普通X光、激光、红外光源等常规光源不能开展的研究工作,有了同步辐射光源后才得以实现。到上世纪九十年代,同步辐射已经在物理学、化学、生命科学、医学、药学、材料科学、信息科学和环境科学等领域,当然也包括发光学的基础和应用基础研究,得到了极为广泛的应用。目前,无论在世界各国的哪一个同步辐射装置上,对生命科学和材料科学的研究都具

增透膜的原理及应用

增透膜的原理及应用 陕西省安塞县安塞高级中学物理教研组贺军 摘要:在光学元件中,由于元件表面的反射作用而使光能损失,为了减少元件表面的反射损失,常在光学元件表面镀层透明介质薄膜,这种薄膜就叫增透膜。本文分别从能量守恒的角度对增透膜增加透射的原理给予定性分析;根据菲涅尔公式和折射定律对增透膜增加透射的原理给予定量解释;利用电动力学的电磁理论对增透膜增加透射的原理给予理论解释。同时对增透膜的研究和应用现状作一介绍。 关键词:增透膜;干涉;增透膜材料;镀膜技术 1前言 在日常生活中,人们对光学增透膜的理解,存在着一些模糊的观念。这些模糊的观念不仅在高中生中有,而且在大学生中也是存在的。例如,有不少人认为入射光从增透膜的上、下表面反射后形成两列反射光,因为光是以波的形式传播的,这两列反射光干涉相消,使整个反射光减弱或消失,从而使透射光增强,透射率增大。然而他们无法理解:反射回来的两列光不管是干涉相消还是干涉相长,反射光肯定是没有透射过去,因增加了一个反射面,反射回来的光应该是多了,透射过去的光应该是少了,这样的话,应当说增透膜不仅不能增透,而且要进一步减弱光的透射,怎么是增强透射呢?也有人对增透膜的属性和技术含量不甚了解,对它进行清洁时造成许多不必要的损坏。随着人类科学技术的飞速发展,增透膜的应用越来越广泛。因此,本文利用光学及其他物理学知识对增透膜原理给以全面深入的解释,同时对增透膜的研究和应用现状作一介绍。让人们对增透膜有一个全面深入的了解,进而排除在应用时的无知感和迷惑感。 2增透原理 2.1 定性分析 光学仪器中,光学元件表面的反射,不仅影响光学元件的通光能量;而且这些反射光还会在仪器中形成杂散光,影响光学仪器的成像质量。为了解决这些问题,通常在光学元件的表面镀上一定厚度的单层或多层膜,目的是为了减小元件表面的反射光,这样的膜叫光学增透膜(或减反膜)。 这里我们首先从能量守恒的角度对光学增透膜的增透原理给予分析。一般情况下,当光入射在给定的材料的光学元件的表面时,所产生的反射光与透射光能量确定,在不考虑吸收、散射等其他因素时,反射光与透射光的总能量等于入射光的能量。即满足能量守恒定律。当光学元件表面镀膜后,在不考虑膜的吸收及散射等其他因素时,反射光和透射光与入射光仍满足能量守恒定律。而所镀膜的作用是使反射光与透射光的能量重新分配。对增透膜而言,分配的结果使反射光的能量减小,透射光的能量增大。由此可见,增透膜的作用使得光学元件表面反射光与透射光的能量重新分配,分配的结果是透射光能量增大,反射光能量减小。光就有这样的特性:通过改变反射区的光强可以改变透射区的光强。 2.2 定量描述光从一种介质反射到另一种介质时,在两种介质的交界面上将发生反射和折射,把 反射光强度与入射光强度的比值叫做反射率。用表示,,和分别表示反射光和入射光的振幅。 设入射的光强度为1,则反射光的强度为,在不考虑吸收及散射情况下,折射光的强度为(1-ρ)。根据菲涅尔公式和折射定律可知:当入射角很小时,光从折射率n1的介质射向折射率n2介质,反射率 (1) 例如光线由很小的入射角从空气射入折射率为 1.8的介质时,则反射率为

增透膜的原理及应用

增透膜的原理及应用 摘要:在光学元件中,由于元件表面的反射作用而使光能损失,为了减少元件表面的反射损失,常在光学元件表面镀层透明介质薄膜,这种薄膜就叫增透膜。本文分别从能量守恒的角度对增透膜增加透射的原理给予定性分析;根据菲涅尔公式和折射定律对增透膜增加透射的原理给予定量解释;利用电动力学的电磁理论对增透膜增加透射的原理给予理论解释。同时对增透膜的研究和应用现状作一介绍。 关键词:增透膜;干涉;增透膜材料;镀膜技术 1前言 在日常生活中,人们对光学增透膜的理解,存在着一些模糊的观念。这些模糊的观念不仅在高中生中有,而且在大学生中也是存在的。例如,有不少人认为入射光从增透膜的上、下表面反射后形成两列反射光,因为光是以波的形式传播的,这两列反射光干涉相消,使整个反射光减弱或消失,从而使透射光增强,透射率增大。然而他们无法理解:反射回来的两列光不管是干涉相消还是干涉相长,反射光肯定是没有透射过去,因增加了一个反射面,反射回来的光应该是多了,透射过去的光应该是少了,这样的话,应当说增透膜不仅不能增透,而且要进一步减弱光的透射,怎么是增强透射呢?也有人对增透膜的属性和技术含量不甚了解,对它进行清洁时造成许多不必要的损坏。随着人类科学技术的飞速发展,增透膜的应用越来越广泛。因此,本文利用光学及其他物理学知识对增透膜原理给以全面深入的解释,同时对增透膜的研究和应用现状作一介绍。让人们对增透膜有一个全面深入的了解,进而排除在应用时的无知感和迷惑感。 2增透原理 2.1 定性分析 光学仪器中,光学元件表面的反射,不仅影响光学元件的通光能量;而且这些反射光还会在仪器中形成杂散光,影响光学仪器的成像质量。为了解决这些问题,通常在光学元件的表面镀上一定厚度的单层或多层膜,目的是为了减小元件表面的反射光,这样的膜叫光学增透膜(或减反膜)。 这里我们首先从能量守恒的角度对光学增透膜的增透原理给予分析。一般情况下,当光入射在给定的材料的光学元件的表面时,所产生的反射光与透射光能量确定,在不考虑吸收、散射等其他因素时,反射光与透射光的总能量等于入射光的能量。即满足能量守恒定律。当光学元件表面镀膜后,在不考虑膜的吸收及散射等其他因素时,反射光和透射光与入射光仍满足能量守恒定律。而所镀膜的作用是使反射光与透射光的能量重新分配。对增透膜而言,分配的结果使反射光的能量减小,透射光的能量增大。由此可见,增透膜的作用使得光学元件表面反射光与透射光的能量重新分配,分配的结果是透射光能量增大,反射光能量减小。光就有这样的特性:通过改变反射区的光强可以改变透射区的光强。 2.2 定量描述

同步辐射光源的原理、构造和特征.

1 同步辐射光源的原理和发展历史 同步辐射是电子在作高速曲线运动时沿轨道切线方向产生的电磁波,因是在电子同步加速器上首次观察到,人们称这种由接近光速的带电粒子在磁场中运动时产生的电磁辐射为同步辐射,由于电子在图形轨道上运行时能量损失,故发出能量是连续分布的同步辐射光。关于由带电粒子在圆周运动时发出同步辐射的理论考虑可追溯到1889年Lienard的工作,进一步的理论工作由Schott, Jassinsky, Kerst及Ivanenko, Arzimovitch和Pomeranchuk等直至1946年才完成,Blewett的研究工作首次涉及同步辐射对电子加速器操作的影响,并观察到辐射对电子轨道的影响,Lee和Blewett较详细地给出了发展史的评论。 至今,同步辐射光源的建造经历了三代,并向第四代发展。 (1)第一代同步辐射光源是在为高能物理研究建造与电子加速器和储存环上的副产品。 (2)第二代同步辐射光源是专门为同步辐射的应用而设计建造的,美国的Brokhaven国家实验室(BNL)两位加速器物理学家Chasman和Green[1]把加速器上使电子弯转、散热等作用的磁铁按特殊的序列组装成 Chasman2Green 阵列(Lattice,这种阵列在电子储存环中采用标志着第二代同步辐射的建造成功。 (3)第三代同步辐射光源的特征是大量使用插入件(Inserction Devices),即扭摆磁体(Wiggler)和波荡磁体(Undulator)而设计的低发散度的电子储存环。 表1为三代同步辐射光源的重要参数比较,其中表征性能的指标是同步辐射亮度,发散度以及相干性。 表1 三代同步辐射光源主要性能指标的比较

滤波片的增透膜作用及原理分析

在日常生活中,人们对光学增透膜的理解,存在着一些模糊的观念。这些模糊的观念不仅在高中生中有,而且在大学生中也是存在的。例如,有不少人认为入射光从增透膜的上、下表面反射后形成两列反射光,因为光是以波的形式传播的,这两列反射光干涉相消,使整个反射光减弱或消失,从而使透射光增强,透射率增大。然而他们无法理解:反射回来的两列光不管是干涉相消还是干涉相长,反射光肯定是没有透射过去,因增加了一个反射面,反射回来的光应该是多了,透射过去的光应该是少了,这样的话,应当说增透膜不仅不能增透,而且要进一步减弱光的透射,怎么是增强透射呢?也有人对增透膜的属性和技术含量不甚了解,对它进行清洁时造成许多不必要的损坏。随着人类科学技术的飞速发展,增透膜的应用越来越广泛。因此,本文利用光学及其他物理学知识对增透膜原理给以全面深入的解释,同时对增透膜的研究和应用现状作一介绍。让人们对增透膜有一个全面深入的了解,进而排除在应用时的无知感和迷惑感。 2增透原理 2.1 定性分析 光学仪器中,光学元件表面的反射,不仅影响光学元件的通光能量;而且这些反射光还会在仪器中形成杂散光,影响光学仪器的成像质量。为了解决这些问题,通常在光学元件的表面镀上一定厚度的单层或多层膜,目的是为了减小元件表面的反射光,这样的膜叫光学增透膜(或减反膜)。 这里我们首先从能量守恒的角度对光学增透膜的增透原理给予分析。一般情况下,当光入射在给定的材料的光学元件的表面时,所产生的反射光与透射光能量确定,在不考虑吸收、散射等其他因素时,反射光与透射光的总能量等于入射光的能量。即满足能量守恒定律。当光学元件表面镀膜后,在不考虑膜的吸收及散射等其他因素时,反射光和透射光与入射光仍满足能量守恒定律。而所镀膜的作用是使反射光与透射光的能量重新分配。对增透膜而言,分配的结果使反射光的能量减小,透射光的能量增大。由此可见,增透膜的作用使得光学元件表面反射光与透射光的能量重新分配,分配的结果是透射光能量增大,反射光能量减小。光就有这样的特性:通过改变反射区的光强可以改变透射区的光强。 2.2 定量描述 光从一种介质反射到另一种介质时,在两种介质的交界面上将发生反射和折射,把反射 光强度与入射光强度的比值叫做反射率。用表示,,和分别表示反射光和入射光的振幅。 设入射的光强度为1,则反射光的强度为,在不考虑吸收及散射情况下,折射光的 的介强度为(1-ρ)。根据菲涅尔公式和折射定律可知:当入射角很小时,光从折射率n 1 质射向折射率n 介质,反射率 2

同步辐射光源及其应用_沈元华

同步辐射光源及其应用 沈元华 (复旦大学物理教学实验中心上海200433) 摘 要:介绍了同步辐射光源的产生、特点及其应用. 关键词:同步辐射;光源;加速器 Synchrotron radiation source and its applications SHEN Yuan-hua (Central Labo rato ry fo r Phy sics Educatio n,Fudan University,Shang hai,200433) Abstract:The forma tio n,characteristics and applicatio ns of synchro tro n radiatio n so urce are introduced. Key words:synchrotron radiatio n;ligh t source;accelerato r 在著名科学家谢希德、杨福家等院士的倡议下,一座投资十亿的宏伟建筑即将耸立在上海浦东高科技园区,它就是世界瞩目的第三代同步辐射光源——上海光源. 什么是同步辐射光源?它与普通光源有什么区别?它有什么重大的科学意义和应用价值?本文将做一简要介绍. 1 同步辐射光源的产生 同步辐射光源是由同步加速器的发展而产生的.著名原子物理学家尼·玻尔说过,高速粒子与物质相互作用时发生的各种效应,是获取原子结构信息最主要的来源之一.事实上,科学家们往往要用高速运动的粒子去轰击原子核,观察撞击时发生的种种变化,才能了解原子的结构和原子内部的各种秘密.各种加速器正是为获得这种高速运动的粒子而建造的.早期的加速器是直线型的,要获得的粒子速度越快,其长度也要越长.为了缩短加速器的长度,可用磁场使带电粒子发生偏转而作回旋运动,这就是回旋加速器.这种加速器利用强大的磁场,使带电粒子作回旋运动而不断加速.由于在一定的磁场作用下,粒子的回旋轨道半径随其速度的增加而增加,故磁场空间必须很大.因此,这种高能回旋加速器的磁铁是极其笨重的. 为了减轻磁铁的重力,并进一步提高粒子的速度,人们设计出采用环形电磁铁并不断改变磁场强度,使粒子的轨道半径保持恒定的加速器.这种固定轨道、用调变磁场的方法实现电场对粒子的同步加速的加速器,就称为同步加速器.带电粒子在同步加速器中按同一轨道作圆周运动,可以大大提高粒子的能量和速度.然而,当粒子的能量越来越大时,人们发现要进一步加速却越来越困难了.其根本原因之一就是带电粒子改变运动方向(转弯)时,必然伴随着电磁波的辐射,即光波的发射;粒子的能量越大,辐射就越强.虽然早在1898年理论物理学家Lienard就预言带电粒子作圆周运动时会产生辐射而发光,但是直到本世纪四十年代末,才由Pollack等人在美国通用电气公司的一台同

增透膜原理

增透膜原理 增透膜原理: 增透膜原理:“当薄膜的厚度适当时,在薄膜的两个面上反射的光,路程差恰好等于半个波长,因而互相抵消。这就大大减少了光的反射损失,增强了透射光的强度。” 其一是当光从一种介质进入另一种介质时,如果两种介质的折射率相差减小,反射光的能量减小,透射光的能量增加。当光射到两种透明介质的界面时,若光从光密介质射向光疏介质,光有可能发生全反射;当光从光疏介质射向光密介质,反射光有半波损失。对于玻璃镜头上的增透膜,其折射率大小介于玻璃和空气折射率之间,当光由空气射向镜头时,使得膜两面的反射光均有半波损失,从而使膜的厚度仅仅只满足两反射光的光程差为半个波长。膜的后表面上的反射光比前表面上的反射光多经历的路程,即为膜的厚度的两倍。所以,膜厚应为光在薄膜介质中波长的1/4,从而使两反射光相互抵消。由此可知,增透膜的厚度d =λ/4n(其中n为膜的折射率,λ为光在空气中的波长)。 如果镜头表面不涂薄膜,光直接由折射率为n1=1.0空气垂直入射到折射率为n2=1.5的玻璃的介面时,反射率,即将有4%的入射光能被反射,96%的入射光能进入玻璃,这说明光学器件表面的反射光会导致光能损失。进入玻璃的光再从玻璃垂直进入空气的分介面时,透射光与入射光相比,又要产生相同比例的能量损失。即一个简单玻璃透镜,光通过它的两个透光表面,透射光的强度I只占原入射光强度I0 的。 人们普遍使用较高级照相机的物镜、潜水艇上用的潜望镜等一般都由多个透镜组成,其目的是利用凸透镜和凹透镜的不同性质消除相差。光能损失越大,所成像的质量越差,而且反射光还可能被其它表面再反射到像的附近,形成有害的杂光,将进一步减弱成像质量。 如果在玻璃镜头表面涂上一层其折射率介于玻璃和空气之间的透明介质,当有增透膜时透射光的能量是原入射光能量的。增加氟化镁薄膜后,透射光能提高了97.3%-92%=5.3%,所以反射光能减少了。则涂有增透膜的6个透镜组成的镜头,与相同情况下光直接由空气进入玻璃镜头时相比较,提高了透射光能量84.8%-61%=23.8%,减少了光的反射损失。 利用薄膜干涉的原理,增加了透射光的能量。因为当光从光疏介质射向光密介质时,反射光有半波损失,即反射光与入射光相位恰好相反。

增透膜与高反膜

增透膜与高反膜 薄膜干涉使用扩展光源,虽然相干性不好,但因能在明亮环境观察,所以实用价值高。利用上述原理可以测定薄膜的厚度e或光波波长λ。在光学器件上镀上一层厚度为d的薄膜,使强度相等的两束反射光(或透射光)的光程差δ满足干涉加强(δ=kλ)或减弱(δ=(k+1/2) λ)条件,可以提高光学器件的透射率或反射率。增加透射率(即透射光的光程差δ=kλ)的薄膜叫增透膜,增加反射率(即反射光的光程差δ=kλ)的薄膜叫高反膜。增透膜和高反膜常用在光学仪器的镜头上。由于相邻两束光的强度不等,实际常采用多层膜,使高反膜的反射率达99%以上。 减反射膜 涂敷在透明光学元件表面、用来消除或减弱反射光以达增透目的的光学薄膜。又称增透膜。最简单的减反射膜是单层介质膜,其折射率一般介于空气折射率和光学元件折射率之间,使用最普遍的介质膜材料为氟化镁。减反射膜的工作原理是基于薄膜干涉原理。入射光在介质膜两表面反射后得两束相干光,选择折射率适当的介质膜材料,可使两束相干光的振幅接近相等,再控制薄膜厚度,使两相干光的光程差满足干涉极小条件,此时反射光能量将完全消除或大大减弱。反射能量的大小是由光波在介质膜表面的边界条件确定,适当条件下可完全没有反射光或只有很弱的反射光。单层减反射膜只能对某个波长和它附近的较窄波段内的光波起增透作用,为在较宽的光谱范围达到更有效的增透效果,常使用多层介质膜。常见的多层膜系统是玻璃-高折射率材料低折射率材料-空气,简称gHLa系统。H层通常用二氧化锆(n=2.1)、二氧化钛(n=2.40)和硫化锌(n=2.32)等,L层一般用氟化镁(n=1.38)等。 减反射膜广泛用于各种光学元件的表面处理,例如照相机镜头上涂减反射膜后,可减少由反射引起的杂散光并显著增加像的亮度。

同步辐射光源

https://www.360docs.net/doc/6d9908379.html,/wiki/%E5%90%8C%E6 %AD%A5%E8%BE%90%E5%B0%84%E5%85%89%E6%BA %90 同步辐射光源 目录 ??名称 ??简介 ??特点 ??发展 同步辐射光源-名称 同步辐射光源——神奇的光 同步辐射光源-简介 人类文明史是利用和开发光资源的历史 人类生存和发展从来就离不开对“光”的利用和开发,人类的文明史是一部利用和开发“光资源”的历史。“光”是一个很大的家族,其中“可见光”只是“光家族”中的一员。 光可依其波长不同,分为无线电波、微波、红外、可见光、紫外、真空紫外、软 X射线、硬 X射线和伽马(γ)射线等。 光的波长或能量决定了它与物质的相互作用类型,如“可见光”照射人体时,会被反射到我们的眼睛,并被视网膜/视神经所感觉而“看到”人体;而当 X射线光照射人体时,则会穿透过人体,并在 X光底片上留下透过程度的影像纪录,医院里给病人做 X光透视就是这样。 光波具有衍射现象,用光探测物体或分辨两物体时,光的波长应当与物体的大小或两物体的间距相近或更短。因此,天文学家要探测宇宙星球,可以选用无线电波;航空管理者要跟踪飞机,可以选用微波(雷达)。而科学家要研究比“可见光”波长更短的物体,要“看清” 病毒、蛋白质分子甚至金属原子等微观物体,必须选用与这些微观物体大小相近或更短的波长的光束,来照射微观物体,利用光束在物质中的衍射、折射、散射等能够检测到的特性,或者利用光束与物体相互作用产生的光激发、光吸收、荧光、光电子发射等特性,来探究未知的微观世界。

新人工光源带来人类文明的新进步 光是由光源产生的,如太阳、蜡烛和电灯。其中太阳是天然光源,蜡烛和电灯是人工光源。由于可利用的天然光源所产生的光仅占整个光家族的很小部分,所以人类一直在努力开发和利用各种各样的人工光源。任何一种新人工光源的发明和利用,都标志着人类文明新的进步,如伦琴发明?X射线、爱迪生发明的电灯、二次大战中发明的微波、20世纪60年代发明的激光等,都是人工光源发展史上的重大里程碑,它们都极大地促进了人类文明的进步。20世纪60年代末出现的同步辐射光源,是被誉为“神奇的光”的又一种人工光源,它在基础科学研究和高技术产业开发应用研究中都有广泛的用途。 同步辐射光源的发展历史 电磁场理论早就预言:在真空中以光速运动的相对论带电粒子在二极磁场作用下偏转时,会沿着偏转轨道切线方向发射连续谱的电磁波。1947年人类在电子同步加速器上首次观测到这种电磁波,并称其为同步辐射,后来又称为同步辐射光,并称产生和利用同步辐射光的科学装置为同步辐射光源或装置。 30多年来,同步辐射光源已经历了三代的发展,它的主体是一台电子储存环。第一代同步辐射光源的电子储存环是为高能物理实验而设计的,只是“寄生”地利用从偏转磁铁引出的同步辐射光,故又称“兼用光源”;第二代同步辐射光源的电子储存环则是专门为使用同步辐射光而设计的,主要从偏转磁铁引出同步辐射光;第三代同步辐射光源的电子储存环对电子束发射度和大量使用插入件进行了优化设计,使电子束发射度比第二代小得多,因此同步辐射光的亮度大大提高,并且从波荡器等插入件可引出高亮度、部分相干的准单色光。第三代同步辐射光源根据其光子能量覆盖区和电子储存环中电子束能量的不同,又可进一步细分为高能光源、中能光源和低能光源。凭借优良的光品质和不可替代的作用,第三代同步辐射光源已成为当今众多学科基础研究和高技术开发应用研究的最佳光源。 同步辐射光源-特点 同步辐射光的特性 宽波段:同步辐射光的波长覆盖面大,具有从远红外、可见光、紫外直到 X射线范围内的连续光谱,并且能根据使用者的需要获得特定波长的光。 高准直:同步辐射光的发射集中在以电子运动方向为中心的一个很窄的圆锥内,张角非常小,几乎是平行光束,堪与激光媲美。

单双多层增透膜的原理及应用

单双多层增透膜的原理 及应用 文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

单、双、多层增透膜的原理及应用 (转载自网络并整理) ? 单层λ/4增透膜 λ/4的光学增透膜(下面讨论时光学元件用玻璃来代替, 初始入射介质用空气来代替), 一般为在玻璃上镀一层光学厚度为λ/4的薄膜,且薄膜的折射率大于空气的折射率, 小于玻璃的折射率由菲涅耳公式知, 光线垂直人射时, 反射光在空气一薄膜界面和薄膜一玻璃界面都有半波损失设空气、镀膜、玻璃的折射率分别为n0,n1,n2 且n2>n1>n0定义R01,T01为空气-薄膜界面的反射率与透射率,R01,T01为薄膜-空气界面的反射率与透射率,R12,T12为薄膜-玻璃界面的反射率与透射率, R21,T21为玻璃-薄膜界面的反射率与透射率如图4-1所示示, 为了区分人射光线和反射光线, 这里将入射光线画成斜入射,图4-1中反射光线1和2的光程差为λ/2, 这样反射光便能完全相消由菲涅耳公式知道, 光垂直通过界面时, 反射率R 和透射率T 与折射率n 的关系为: 设人射光的光强为I0, 则反射光线1的光强I1=I0R0, 反射光线2的光强I2=I0I01R12T10。余下的反射光的光强中会出现反射率的平方, 因为反射率都比较小, 故可不再考虑。λ/4的光学增透膜使反射光线1与反射光线2的光程差为δ=2n1d1=λ/2, 故相位差为л, 由干涉理论知, 干涉后的光强为: 因为折射率n0,n1,n2比较接近,例如n0=1,n2=的界面,T=96%,故可近似地取T01 和T10为1,若使Ip 为0 ,则有R01=R12,即: 由n2>n1>n0得201n n n ,当上式成立时,反射率最小,透射率最大。但是涂一层膜也有不足之处,因为常用的λ/4光学增透膜MgF2,MgF2的折射率为,*=,而玻璃的折射率一般在~之间,所以用MgF2增透膜不能使反射光光强最小,再者,一波长为λ+Δλ的光垂直

同步辐射技术应用及发展

同步辐射技术应用及发展 摘要:同步辐射是圆周运动和蛇行运动时高速电子发射的亮的电磁波,分别有连续和准单色的光谱。真空紫外软X射线、硬X射线和红外线波段是优秀的光,被应用在基础科学、工程学、生物学、医学和环境科学。本文叙述了同步辐射的特点、发生的方法及其应用实例,通过介绍其在生命科学、生物医学、高分子结构分析等领域的应用研究,说明同步辐射广泛的应用。 关键词:同步辐射,生命科学、生物医学、高分子结构分析 1 绪论 1947年,美国纽约州通用电气公司实验室的电子同步加速器首次在可见光范围内观察到了强烈的辐射,从此这种辐射被称为“同步辐射。同步辐射是强度高、覆盖频谱范围广、可以任意选择所需波长,而且连续可调,是继激光光源之后的又一种新型光源。同步辐射发现9年后,美国康奈尔大学用真空紫外波段同步辐射对稀有气体的吸收进行了系统研究,并取得了重要成果,从而使人们认识到同步辐射可作为真空紫外波段和X射线光源。直到1974年,美国斯坦福直线加速器中心的研究小组在SPEAR对撞机上用同步辐射开展物理、化学、生物学方面的研究,使同步辐射的应用得到了迅猛的发展。 1.1 同步辐射的发现 1947年4月16日,在美国纽约州通用电气公司的实验室中正在调试一台新设计的能量为70MeV的电子同步加速器,这台加速器与其他类型的电子加速器的一个重要不同点是它的真空室是透光的,原想这样可方便地观察到真空室里的装置(如电极位置)情况,但竟导致了一个重大发现。就在这一天的调试中一位技工偶然从反射镜中看到了在水泥防护墙内的加速器里有强烈“蓝白色的弧光”。经仔细分析,说明不是气体放电,而是加速运动的电子所产生的辐射,被称为同步辐射。试验指出,这种辐射光的颜色随电子能量的变化而变化。当电子能量降到40MeV时,光的颜色变为黄色;降到30MeV时,变为红色,且光强变弱;降到20MeV时,就看不到光了。同步辐射的发现在当时科学界引起了轰动,不少科学家着手研究这种辐射的性质。但在当时,这种辐射阻碍了加速粒子能量的进一步提高,使科学家感到头痛,直到同步辐射发现后约20年,科学家才逐步认识

同步辐射光源和中子衍射在材料研究中的应用

学术干货|同步辐射光源和中子衍射在材料研究中的应用 一、什么是同步辐射光源 同步辐射(Synchrotron Radiation)是速度接近光速的带电粒子在磁场中沿 弧形轨道运动时放出的电磁辐射,由于它最初是在同步加速器上观察到的,便又被称为“同步辐射”或“同步加速器辐射”。长期以来,同步辐射是不受高能物理学家欢迎的东西,因为它消耗了加速器的能量,阻碍粒子能量的提高。但是,人们很快便了解到同步辐射是具有从远红同步辐射外到X光范围内的连续光谱、高强度、高度准直、高度极化、特性可精确控制等优异性能的脉冲光源,可以用以开展其它光源无法实现的许多前沿科学技术研究。于是在几乎所有的高能电子加速器上,都建造了“寄生运行”的同步辐 射光束线及各种应用同步光的实验装置。

图1 同步辐射装置示意图 二、同步辐射光源特点 与XRD相比,同步辐射的光强强很多,可以做很精细的扫描,高温或高压条件下同步辐射的优势比常规X光机衍射明显很多。尤其在超高压下,百万大气压,同步辐射的光斑可以聚焦到亚微米级别,直接测量高压下的衍射,如果同时再加高温,那就可以研究高压高温下的融化,这是常规衍射不可企及的。其特点总结如下: 1、高亮度:第三代同步辐射光源的X射线亮度是X光机的上亿倍。 2、宽波段:同步辐射光的波长覆盖面大,具有从远红外、可见光、紫外直到X射线范围内的连续光谱。

3、窄脉冲:同步辐射光是脉冲光,有优良的脉冲时间结构,其宽度在10-11~10-8秒之间可调,脉冲之间的间隔为几十纳秒至微秒量级,如化学反应过程、生命过程、材料结构变化过程和环境污染微观过程等。 4、高准直:同步辐射光的发射集中在以电子运动方向为中心的一个很窄的圆锥内,张角非常小,几乎是平行光束,堪与激光媲美。 5、高纯净:同步辐射光是在超高真空(储存环中的真空度为10-7~10-9帕)或高真空(10-4~10-6帕)的条件中产生的,不存在任何由杂质带来的污染,是非常纯净的光。可精确预知:同步辐射光的光子通量、角分布和能谱等均可精确计算,因此它可以作为辐射计量,特别是真空紫外到X射线波段计量的标准光源。 6、其他特性:高度稳定性、高通量、微束径、准相干等。 三、同步辐射光源在材料研究领域的应用 以下以纳米材料为例,介绍同步辐射在材料研究中的应用 纳米材料由于尺寸小、结构复杂,其单体产生的测量信号往往不足,此外纳米材料往往不像块体材料那样具有良好的长程有序性,所以某些常规实验室用于表征块体材料的手段在表征纳米体系时可能失效。因而同步辐射技术可以在纳米体系的结构和性能表征方面发挥重要作用。 (1) 快速X射线精细谱 同步辐射快速X射线吸收精细结构(QXAFS)谱学方法具有高时间分辨的特征,不仅具备XAFS在纳米结构研究中的优势,而且由于高时间分辨的特征,极大地扩展了XAFS在纳米结构研究中的应用。利用QXAFS的时

同步辐射的基本知识第四讲同步辐射中的光谱术及其应用_一_

PT CA(PART:A PH YS.TEST.)2009年第45卷4专题综述 同步辐射的基本知识 第四讲同步辐射中的光谱术及其应用(一) 杨传铮1,程国峰2,黄月鸿2 (1.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海200050; 2.中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050) Basic Knowledge of Synchrotron Radiation )))Lecture No.4Spectrum Technique and Its Applications in Synchrotron Radiation(?) YANG Chuan-zheng1,CHENG Guo-feng2,HUANG Yue-hong2 (1.Shang hai Institute of M icro-Sy stem and Info rmation T echnolog y,Chinese A cademy o f Science,Shanghai200050,China; 2.Shang ha i Inst itute of Ceromics,Chinese A cademy o f Sciences,Shang hai200050,China) 中图分类号:O434.11文献标识码:A文章编号:1001-4012(2009)04-0248-05 按照光谱术一般定义,同步辐射光谱术就是用同步辐射轰击样品,激发样品各元素的特征X射线,或与样品发生交互作用时产生各种信号,接收探测和分析各种信号,以获得被击样品的化学组成、原子价态及有关结构的信息。由于同步辐射光源包括从红外、可见光、紫外、软X射线到硬X射线的范围,故同步辐射光谱术包括多种光谱术,主要有X 射线衍射谱、X射线非弹性散射谱、X射线发射谱、光电子能谱、X射线吸收谱和近限结构、红外吸收谱和紫外吸收谱、软X射线磁园二色、扩展X射线吸收精细结构、Ram an谱以及Auger电子能谱。其中,X射线衍射谱和X射线非弹性散射谱已分别在第二讲和第三讲中介绍,下面分别就材料(组分和原子价态)分析所关心的问题做简要介绍。 1X射线发射谱及其精细结构 1.1同步辐射X射线发射谱 激发X射线可用高能电子束,也可以用X射线等其他高能离子。实验室用X射线源就是用加速电压获得电子束激发金属元素靶(钨、金、银、钼、铜、钴、镍和铬)的K系辐射的。此外还有初级X射线分析仪、电子探针、扫描电子显微镜和透射电镜中的 收稿日期:2007-11-22 作者简介:杨传铮(1939-),男,教授。X射线能谱分析都是用电子束激发样品中原子的特征X射线。 用钨靶发出的X射线激发样品的常规荧光X 射线分析已经成熟;用同步辐射X射线激发样品的荧光X射线分析[1-2]始于20世纪70年代,与常规荧光X射线相比较有如下特点: (1)选择激发,用于激发的入射线波长不受靶元素的限制,用晶体单色器选择波长小于待测元素吸收限和/或均小于试样中各元素吸收限的单色X 射线来激发样品,后者能对样品作全元素分析,若是前者,可以提供待测元素与其他元素荧光强度的相对比值,可简化结构,降低谱本底。 (2)由于同步辐射的亮度高,以及利用同步辐射的特点而采取降低背景的措施,大大提高了检出限,系统检测已超过百万量级到几十个百万量级,目前已向10-9量级发展,比电子探针检测限10-4高许多量级。 (3)由于同步辐射X射线准直性好,尺寸小,能实现微区荧光X射线分析,空间分辨率已能达到L m量级,随着第三代同步辐射光源的应用,空间分辨率能做到50nm。 (4)同步辐射的光源的各种参数可以通过计算获得,这对荧光分析来说就可以精确计算入射光的强度和能谱结构,有利于提高无标样分析的精确度和准确度。 # 248 #

同步辐射技术及应用

同步辐射技术及应用 X 射线小角散射光束线站面向化学、材料科学、生命科学等领域,以聚合物、纳米材料、生物分子、液晶等为主要研究对象,提供一个以常规小角散射为主、兼顾反常小角散射、掠入射小角散射、小角散射和广角散射同时测量以及动态过程研究等技术的实验平台:(1) 通过测量 X 射线相干散射在小角度范围内的强度分布,获得物质内部较大尺度 (300nm 以下 ) 的结构信息。如高分子材料和各种聚集体的分形数、生物大分子的长周期和形貌、生物蛋白及分子团簇的回转半径、纳米颗粒的粒度分布和比表面、平衡固溶体原子偏聚状态中的态密度涨落以及其他各种结构参数等;(2) 可以测量较大角度范围内的散射信号,得到有关晶格的结构信息。对于一些相变过程中发生较宽尺度范围 ( 如几个埃到几百纳米 ) 内结构变化的情况,要求广角散射与小角散射实验能同时进行。如非晶合金的晶化过程,聚合物从熔体到晶体的转变等;(3) 同步辐射波长连续可调,原子散射因子中的色散项在其吸收边上下有分显著的改变,利用某一元素吸收边附近进行 X 射线散射实验,可以“标定” 物质中不同元素;(4)

掠入射小角散射是近年来发展起来的一种新技术,用于研究薄膜表面和近表面内部的纳米尺度的结构。如与反常散射技术相结合,将可从散射信号中得出某种特定元素的贡献,如多孔硅中的金属团簇,以及纳米碳管中的金属囊等等;(5) 高亮度的 X 射线将使我们能够开展时间分辨散射实验,可进行生物大分子活性研究和各种相变过程的动态研究等。3应用实例硅光电子学的应用前景以及对量子点的自组织生长机制的探讨吸引着人们广泛开展硅单晶衬底上自组织生长锗量子点微结构的研究课题,中国科学院高能物理所的姜晓明研究员在北京同步辐射装置上利用X射线掠入射衍射实验方法对Si表面生长的Ge/Si量子点及其在Si表层产生的应变进行了成功测量。此方法可以有效地抑制体结构的信号,从而提取表面层的微弱信号。实验结果表明,表面Ge/Si量子点的晶格在与样品表面平行的横向也偏离了衬底的晶格,并向Si衬底传递在,Si衬底小于100埃的浅表层中形成了横向晶格的膨胀区域和压缩区域。图1是不同掠入射角下Si(220)衍射峰附近的径向扫描,从图中可以看到,掠入射角为0、05时在衬底衍射峰的两侧各有一个衍射峰。高角度位置的衍射峰S2随着掠入射角度的增加很快消失,而低角度位置的衍射峰S1随掠入射角度的增加变化的相对较慢,并且,峰位向衬底峰的方向移动。然后利用常规的X射线衍射测量了衬底Si(004)衍射峰附近的径向扫描(图2),在衬底峰前(66,76处)出现一个小的衍射峰。通过分析得到Si衬底上的量子点结构模型。图1中衍

同步辐射技术及应用

同步辐射技术的应用 同步辐射是随着电子加速器技术的不断发展而产生的。各种电子加速器是为获得高速运动的带电粒子而建造的。随着对带电粒子的速度要求越来越高,加速器性能也在不断地改进人们相继发明了直线加速器、回旋形加速器和同步加速器。同步加速器的出现,开创了高能物理研究的黄金时代。利用同步加速器可以使带电粒子的速度大大提高,然而,当粒子的速度越来越大时,进一步加速粒子却很困难,因为高速运动的带电粒子在改变运动方向时,沿其轨道的切线方向会产生电磁波辐射。1947年,美国通用电气公司的科研人员在一台70MeV的电子同步加速器上,透过真空管道,首次在可见光范围内观察到这种辐射,从此同步辐射的概念产生了。同步辐射光作为一种新型的强光源,具有高亮度、高强度和宽频谱等特性,它的应用领域非常广阔,不仅在物理、化学、生物学等基础研究领域,而且在医学、环境和工业等应用领域也有广泛应用。 1同步辐射技术的发展及特点 1.1同步辐射技术的发展 几乎所有的高能电子加速器上,都建造了“寄生运行”的同步辐射光束线及各种应用同步光的实验装置。至今,同步辐射装置的建造及在其上的研究、应用,经历了三代的发。 第一代同步辐射光源是在那些为高能物理研究建造的电子储存环和加速器上“寄生”运行的,同步辐射光多数由弯转磁铁引出,发射度约为几百nm?rad;第二代同步辐射光源是专门为同步辐射光的应用而建造的,主要对电子储存环的结构进行优化设计,把各种使电子发生弯转、聚焦、散焦等作用的磁铁按特殊的序列组装起来,且电子储存环里拥有少量的长直线节和插入件,它的亮度比第一代同步辐射光提高了几千倍,发射度减小到几十nm?rad;20世纪80年代末出现了第三代同步辐射光源,其性能远优于第二代同步光,同步辐射光主要由插入

半波损失与增透膜原理

半波损失与增透膜原理 这是2010年10月在仪器信息网上由版主祥子发起的一个讨论,我参与讨论,但总觉得还不够深入。转载到这里,希望和更多的同行讨论这个问题。https://www.360docs.net/doc/6d9908379.html,/shtml/20101117/2932956/index.shtml 关于半波损失或者相位突变,版主的论述比较详细,转载如下(略有编辑),并提出我的问题(红色字体部分): 增透膜中的半波损失 一。基本概念 图1所示为增透膜示意图,其中n0、n1、n2分别表示空气、膜层和玻璃的折射率,如空气的折射率n0=1,MgF2的折射率n1=1.38,冕牌玻璃的折射率n2=1.52。n0相对于n1就是光疏介质,n1相对于n2就是光疏介质。当入射光线SA从no射入n1时,在no和n1的界面反射,由于n0

增透膜为什么会增透

问题讨论既然被反射出来,为何可增加透射光强度 ??对增透膜原理的讨论 几乎所有的高中物理教材在讲光的薄膜干涉时,都介绍了薄膜干涉的一个重要应用??增透膜。如照相机、摄像机等的镜头看上去呈淡紫色,就是因为这些镜头上镀了一层增透膜。其原理是:当入射光照到镜头时,如果从薄膜前后两表面反射来的两列光波其路程差恰好等于半波长的奇数倍,两列波便产生相消干涉,振动减弱,于是大大地加强了透射光的强度,达到增透的目的。而镜头上呈淡紫色,是因为射来的白光中含有由红到紫的七种单色光,其波长各不相同,人们便选择薄膜的厚度使之等于绿光在薄膜中传播时波长的1/4,于是反射的绿色被较好地抵消,其余的光抵消较弱,特别是波长与绿光相差较远的红光和紫光,故镜头看起来呈淡紫色。 可是,有同学问:光既然被反射出来了,为什么可以使透射光的强度增大呢?我从以下几方面进行了解释。 一、从能量守恒的角度分析 按照波动理论,光是一种波,是传递能量的一种形式。当两列相干波相遇时,如果波程差恰好等于半波长的奇数倍,即波峰与波谷相遇,则两列波相互抵消,合振幅为零,即振动能量减弱至零。而光传播的总能量是守恒的,反射光能量减弱,必有透射光能量增强,故可增透。 二、从干涉的本质上理解 设从前界面A反射来的光记为波Ⅰ,从后界面B反射来的光记为波Ⅱ。是不是这两列波都被反射出来以后才发生相消干涉呢?事实并非这样。当波Ⅱ到达界面A时,与波Ⅰ相遇,如果薄膜厚度恰为光在薄膜介质中波长的1/4,则波Ⅱ在介质中的总路程为半个波长,即两列波的波程差为半个波长,两者振动方向相反,相互抵消。这一过程应该发生在波Ⅰ即将被反射出来之际,而不是反射后才发生。即在这里波Ⅰ实际上并没有反射出来,或只反射出来抵消后的一小部分。而波Ⅱ在界面A处实际上相当于被“弹回”。因而两列光波实际上并没有反射出去,而是被透过了薄膜,即可以增透。 上面第二种解释不一定很恰当,还望与同仁们共同探讨。

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