长春理工大学实验报告模板_LCTF光谱成像
光谱分析 实验报告

实验报告课程名称: 材料科学基础实验 指导老师: 乔旭升 成绩: 实验名称: 光谱分析 实验类型: 同组学生姓名:一、实验目的和要求(必填)三、主要仪器设备(必填)五、实验数据记录和处理七、讨论、心得二、实验内容和原理(必填) 四、操作方法和实验步骤 六、实验结果与分析(必填)一、实验目的通过本实验了解紫光/可见光光度计、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR )和荧光光谱仪的基本原理、主要用途和实际操作过程。
掌握玻璃透光率、薄膜吸收光谱、固体粉末红外光谱和固体发光材料荧光光谱的测试方法。
学习分析影响测试结果的主要因素。
二、实验原理电磁波可与多种物质相互作用。
如果这种作用导致能量从电磁波转移至物质,就称为吸收。
当光波与某一受体作用时,光子和接受体之间就存在碰撞。
光子的能量可被传递给接受体而被吸收,由此产生吸收光谱。
通常紫外和可见光的能量接近于某两个电子能级地能量差,故紫外与可见光吸收光谱起源于价电子在电子能级之间的跃迁,又称为电子光谱。
当一束平行单色光照射到非散射的均匀介质时,光的一部分将被介质所反射,一部分被介质吸收,一部分透过介质。
如果入射光强度为I0.反射光强度为Ir ,吸收光强度为Ia ,透过光强度为It ,则有I0=Ir+Ia+It 投射光强度与入射光强度之比称为透光率 T=It/I0当一束具有连续波长的红外光照射某化合物时,其分子要吸收一部分光能转变为分子的震动能量或转动能量。
此时若将其透过的光用单色器进行色散,就可得到一带暗条的谱带。
以红外光的波长或波数为横坐标,以吸收率或者透过率百分数为纵坐标,把该谱带记录下来,就可得到该化合物的红外吸收光谱图。
不同的化合物均有标准特征谱,将实验所得的光谱与标准谱对照,就可进行分子结构的基础研究和化合组成的分析。
可由吸收峰的位置和形状来推知被测物的结构,按照特征峰的强度来测定混合物中各组分的含量。
当分子吸收来自光辐射的能量后,其本身就由处于稳定的基态跃迁至不稳定的激发态: M+hν→。
长春理工大学实验报告模板_LCTF光谱成像

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七、实验现象及图像 实验过程中取水管上的黑胶带为拍摄目标
637nm 2.14v 时最亮
其余都是暗的 结果分析, 此实验可用于侦查伪装, 灾害评定, 不同的材质的区别。第页源自斯托克斯矢量1 1 1
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2.1.3 各种偏振态的检验和鉴别 光的偏振现象可以借助于实验装置进行检测,P1、P2 是两块同 样的偏振片。 通过一片偏振片 P1 直接观察自然光 (如灯光或阳光) , 透过偏振片的光虽然变成了偏振光,但由于人的眼睛没有辨别偏振 光的能力,故无法察觉。如果我们把偏振片 P1 的方位固定,而把偏 振片 P2 缓慢地转动,就可发现透射光的强度随着 P2 转动而出现周 期性的变化, 而且每转过 90° 就会重复出现发光强度从最大逐渐减弱 到最暗;继续转动 P2 则光强又从接近于零逐渐增强到最大。由此可 知,通过 P1 的透射光与原来的入射光性质是有所不同的,这说明经 P1 的透射光的振动对传播方向不具有对称性。如图 2-2 所示。
1台 2台 1台 1个 1组 1个 1个 若干 若干
3.2 实验装置图
图2
实验装置图
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(1-长焦镜头; 2-双凹透镜; 3-液晶波片控制器; 4-液晶偏振控制器; 5-液晶相位延迟器;6-节点架;7-液晶可调谐滤波器;8-凹透镜;9工业 CCD 相机;10-液晶波片控制器电源;11-CCD 相机电源;12接线板) 图三 偏振光谱相机实物图 注:其中液晶相位延迟器连接至液晶波片控制器 LC1 口,液晶相位 延迟器连接 LC2 口。 五、实验步骤 5.1 观察环境, 是否利于偏振光谱成像探测。 (天气晴朗, 微风, 光照充足) 5.2 选择拍摄目标。 5.3 进行目标拍摄。 5.4 比较实物与拍摄图。 5.5 改变不同中心波长滤波、液晶偏振控制器的电压、液晶相 位延迟器,比较灰度值与清晰度。
长春理工大学材料测试方法》实验指导书

《材料测试方法》课程实验指导书长春理工大学材料科学与工程学院刘全生卢利平米晓云一、课程教学与实验教学计划学时比32学时/16学时二、适用专业电子材料与元器件专业三、实验目的与基本要求《材料测试方法》是电子材料与元器件专业的专业平台课,其内容包括X射线衍射分析、电子显微分析、热分析、振动光谱分析和光电子能谱分析等近现代材料测试方法的基本原理、过程及分析等。
实验教学是本课程的重要环节,其目的与任务是使学生掌握材料的组成、结构、形貌、物理化学特性等的现代研究手段和测试方法,同时接受实验基本技能训练,以培养学生运用实验手段分析材料的能力,为后续课程的学习和将来的材料研究工作打下坚实的基础。
四、实验题目实验一 X射线衍射技术及定性相分析实验二扫描电镜及试样显微电子图像观察实验三材料综合热分析实验四材料荧光光谱分析实验一 X射线衍射技术及定性相分析(一)实验目的要求1.学习了解X射线衍射仪的结构和工作原理;2.掌握X射线衍射物相定性分析的方法和步骤;3.给定实验样品,设计实验方案,做出正确分析鉴定结果。
(二)实验设备本实验使用的仪器是Y-2000射线衍射仪( 丹东制造)。
X射线衍射仪主要由X射线发生器(X射线管)、测角仪、X射线探测器、计算机控制处理系统等组成。
衍射仪如图所示。
1. X射线管X射线管主要分密闭式和可拆卸式两种。
广泛使用的是密闭式,由阴极灯丝、阳极、聚焦罩等组成,功率大部分在1~2千瓦。
可拆卸式X射线管又称旋转阳极靶,其功率比密闭式大许多倍,一般为12~60千瓦。
常用的X射线靶材有W、Ag、Mo、Ni、Co、Fe、Cr、Cu等。
X射线管线焦点为1×10平方毫米,取出角为3~6度。
选择阳极靶的基本要求:尽可能避免靶材产生的特征X射线激发样品的荧光辐射,以降低衍射花样的背底,使图样清晰。
2. 测角仪测角仪是粉末X射线衍射仪的核心部件,主要由索拉光阑、发散狭缝、接收狭缝、防散射狭缝、样品座及闪烁探测器等组成。
光谱科学实验总结报告范文(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过光谱分析技术,了解物质的光谱特性,掌握光谱分析的基本原理和方法,并学会运用光谱技术进行物质的定性和定量分析。
二、实验原理光谱分析是研究物质的光学性质的一种方法,通过对物质吸收、发射或散射光的波长、强度和结构进行分析,可以确定物质的组成、结构、状态等信息。
光谱分析主要包括紫外-可见光谱、红外光谱、原子光谱、分子光谱等。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:紫外-可见分光光度计、红外光谱仪、原子吸收光谱仪、分子光谱仪、标准样品、待测样品等。
2. 试剂:无水乙醇、乙腈、丙酮、苯、甲醇、正己烷等。
四、实验步骤1. 样品制备:将待测样品与标准样品按照一定比例混合,制备成待测溶液。
2. 紫外-可见光谱分析:将待测溶液置于紫外-可见分光光度计中,在特定波长下测定其吸光度,并与标准样品进行比较,确定物质的浓度。
3. 红外光谱分析:将待测样品与标准样品分别进行红外光谱扫描,比较其红外光谱图,确定物质的官能团和分子结构。
4. 原子吸收光谱分析:将待测样品与标准样品分别进行原子吸收光谱扫描,比较其吸光度,确定物质的浓度。
5. 分子光谱分析:将待测样品与标准样品分别进行分子光谱扫描,比较其光谱图,确定物质的分子结构和状态。
五、实验结果与分析1. 紫外-可见光谱分析结果:通过紫外-可见光谱分析,确定待测样品中各物质的浓度,并与标准样品进行比较,得出待测样品的组成。
2. 红外光谱分析结果:通过红外光谱分析,确定待测样品中各物质的官能团和分子结构,并与标准样品进行比较,得出待测样品的组成。
3. 原子吸收光谱分析结果:通过原子吸收光谱分析,确定待测样品中各物质的浓度,并与标准样品进行比较,得出待测样品的组成。
4. 分子光谱分析结果:通过分子光谱分析,确定待测样品中各物质的分子结构和状态,并与标准样品进行比较,得出待测样品的组成。
六、实验讨论1. 本实验中,紫外-可见光谱、红外光谱、原子吸收光谱和分子光谱等多种光谱分析方法的综合运用,为物质的定性和定量分析提供了有力的手段。
光谱基础实验报告

一、实验目的1. 了解光谱的基本原理和分类;2. 掌握光谱仪器的操作方法;3. 通过实验,学习如何使用光谱仪器进行物质的定性和定量分析;4. 熟悉光谱数据处理方法。
二、实验原理光谱是物质吸收或发射电磁波时,其能量分布的规律。
根据电磁波波长的不同,光谱可分为紫外光谱、可见光谱和红外光谱等。
光谱分析是研究物质组成和结构的重要手段之一。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:紫外-可见分光光度计、红外光谱仪、荧光光谱仪、样品池、比色皿等;2. 实验材料:待测物质、标准溶液、溶剂等。
四、实验步骤1. 紫外-可见分光光度计实验(1)打开仪器,预热30分钟;(2)设定波长范围和步长,选择合适的扫描速度;(3)使用空白溶剂进行仪器校正;(4)将待测物质溶解于溶剂中,配制成一定浓度的溶液;(5)将溶液倒入比色皿中,放入样品池;(6)进行光谱扫描,记录吸收光谱;(7)根据标准溶液的吸收光谱,对待测物质进行定量分析。
2. 红外光谱仪实验(1)打开仪器,预热30分钟;(2)设定扫描范围和步长,选择合适的扫描速度;(3)使用空白溶剂进行仪器校正;(4)将待测物质制成薄膜,贴在样品池上;(5)进行光谱扫描,记录红外光谱;(6)根据标准物质的红外光谱,对待测物质进行定性分析。
3. 荧光光谱仪实验(1)打开仪器,预热30分钟;(2)设定激发波长和发射波长范围,选择合适的扫描速度;(3)使用空白溶剂进行仪器校正;(4)将待测物质溶解于溶剂中,配制成一定浓度的溶液;(5)将溶液倒入比色皿中,放入样品池;(6)进行荧光光谱扫描,记录激发光谱和发射光谱;(7)根据标准物质的荧光光谱,对待测物质进行定性和定量分析。
五、实验结果与分析1. 紫外-可见分光光度计实验通过实验,得到待测物质的吸收光谱,与标准溶液的吸收光谱进行对比,确定待测物质的浓度。
2. 红外光谱仪实验通过实验,得到待测物质的红外光谱,与标准物质的红外光谱进行对比,确定待测物质的组成。
光谱测量实验报告

光谱测量实验报告光谱测量是物理学中一项非常重要的实验技术。
通过对物质发出或吸收的光进行分析,可以了解物质的能级结构以及其组成成分。
本实验旨在通过光谱仪的使用,对不同物质的光谱进行测量和分析,探索光谱测量技术在实践中的应用。
实验中,我们使用一台高分辨率的光谱仪,该仪器能够将光分成不同波长并显示出其强度分布。
首先,我们选择了白炽灯作为实验光源,并将其光通过光谱仪进行测量。
结果显示,白炽灯发出的光谱中包含了连续的、平滑的亮度分布曲线。
这是因为白炽灯是一种连续光源,其光包含了各个波长的连续能量分布。
接下来,我们选择了氢气放电灯作为实验光源。
氢气放电灯是一种低压气体放电光源,其灯管内充满了氢气,并通电使之发光。
通过测量氢气放电灯的光谱,我们可以观察到一系列离散的亮线。
这些亮线对应于氢气原子在不同能级之间跃迁所产生的光。
通过与已知的能级跃迁相对应,我们可以确定氢气光谱中这些亮线的波长,进而了解氢气原子的能级结构。
进一步地,我们选择了各种不同物质的样本,并对其进行了光谱测量。
我们发现,不同物质的光谱具有明显的差异。
例如,通过测量荧光灯的光谱,我们可以看到其主要由几个尖锐的发射峰组成,这些峰对应于荧光粉发光时的能级跃迁。
而对于各种元素的样品,我们通过测量其吸收光谱,可以发现吸收峰的位置和个数与元素的组成和浓度有关。
这为物质的化学分析提供了有力的手段。
除了对物质的成分进行分析,光谱测量还能用于其他许多领域。
光谱测量技术在天文学中也有着广泛的应用。
通过测量恒星的光谱,天文学家们可以了解星体的温度、组成、运动以及更深入的物理特性。
在医学领域,光谱测量还用于生物分析和诊断。
例如,通过测量人体血液中不同物质的吸收光谱,医生们可以对患者进行疾病的诊断和治疗。
总之,光谱测量是一项重要而广泛应用的实验技术。
通过测量光的波长和强度分布,我们可以了解物质的能级结构、成分和性质。
光谱测量技术在物理学、化学、天文学以及医学等众多领域具有重要作用。
光谱实验初步实验报告

一、实验目的1. 熟悉光谱实验的基本原理和方法;2. 掌握光谱仪器的使用技巧;3. 学习光谱数据分析方法;4. 培养实验操作能力和科学思维。
二、实验原理光谱分析是研究物质组成和结构的重要手段之一。
当物质受到特定波长的光照射时,其内部的电子会发生跃迁,产生特定波长的光辐射。
这些光辐射通过光谱仪器的分析,可以得到物质的光谱信息,从而推断出物质的组成和结构。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:紫外-可见分光光度计、红外光谱仪、拉曼光谱仪、荧光光谱仪、氢原子光谱仪等;2. 试剂:样品、溶剂、标准品等。
四、实验内容1. 紫外-可见分光光度法实验:测定样品在紫外-可见光区的吸收光谱,分析样品的组成和结构;2. 红外光谱法实验:测定样品的红外光谱,分析样品的官能团和化学键;3. 拉曼光谱法实验:测定样品的拉曼光谱,分析样品的分子振动和旋转;4. 荧光光谱法实验:测定样品的激发光谱和发射光谱,分析样品的荧光性质;5. 氢原子光谱法实验:测定氢原子的巴尔末系发射光谱,计算氢原子的里德伯常数。
五、实验步骤1. 紫外-可见分光光度法实验:(1)将样品配制成一定浓度的溶液;(2)设置紫外-可见分光光度计的工作参数;(3)测定样品在紫外-可见光区的吸收光谱;(4)分析样品的吸收光谱,推断样品的组成和结构。
2. 红外光谱法实验:(1)将样品制成薄膜或溶液;(2)设置红外光谱仪的工作参数;(3)测定样品的红外光谱;(4)分析样品的红外光谱,推断样品的官能团和化学键。
3. 拉曼光谱法实验:(1)将样品制成薄膜或溶液;(2)设置拉曼光谱仪的工作参数;(3)测定样品的拉曼光谱;(4)分析样品的拉曼光谱,推断样品的分子振动和旋转。
4. 荧光光谱法实验:(1)将样品配制成一定浓度的溶液;(2)设置荧光光谱仪的工作参数;(3)测定样品的激发光谱和发射光谱;(4)分析样品的荧光性质。
5. 氢原子光谱法实验:(1)设置氢原子光谱仪的工作参数;(2)测定氢原子的巴尔末系发射光谱;(3)计算氢原子的里德伯常数。
长春理工大学大二上大物实验报告

实验1 导热系数的测量【实验目的】1、了解热传导现象的物理过程2、学习用稳态平板法测量材料的导热系数 3.学习用作图法求冷却速率4、掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法 【实验仪器】1、YBF-3导热系数测试仪 一台2、冰点补偿装置 一台3、测试样品(硬铝、硅橡胶、胶木板) 一组4、塞尺 一把 【实验原理】导热系数(热导率)是反映材料热性能的物理量,导热是热交换三种(导热、对流和辐射)基本形式之一,是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各个研究领域的课题之一,要认识导热的本质和特征,需了解粒子物理而目前对导热机理的理解大多数来自固体物理的实验。
材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构,热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移,在金属中电子流起支配作用,在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。
因此,材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类密切相关,而且与它的微观结构、温度、压力及杂质含量相联系。
在科学实验和工程设计中所用材料的导热系数都需要用实验的方法测定。
(粗略的估计,可从热学参数手册或教科书的数据和图表中查寻)1882年法国科学家J •傅里叶奠定了热传导理论,目前各种测量导热系数的方法都是建立在傅里叶热传导定律基础之上,从测量方法来说,可分为两大类:稳态法和动态法,本实验采用的是稳态平板法测量材料的导热系数。
为了测定材料的导热系数,首先从热导率的定义和它的物理意义入手。
热传导定律指出:如果热量是沿着Z 方向传导,那么在Z 轴上任一位置Z 0 处取一个垂直截面积ds (如图1),以dzdT表示在z 处的温度梯度,以dtdQ表示在该处的传热速率(单位时间内通过截面积ds 的热量),则传热速率与温度梯度及面积成正比,热传导定律可表示成:ds dzdTdt dQ Z 0)(λ-= (1) 1T 2Tz(图1)式中的负号表示热量从高温区向低温区传导(即热传导的方向与温度梯度的方向相反)。
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C t xt y ( E x E y E y E x ) S t xt y ( E x E y E y E x )
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由此可得:
2 2 I t x t y M t 2 t 2 x y C 0 S 0 2 2 tx ty 2 2 tx ty
实 验 报 告
_________ —— _________学年 第_________学期 实 验 课 程 实 验 项 目 实 验 性 质 实 验 地 点 实 验 日 期 第 周 星期 第 节 成 环 境 参 数 一、实验目的及要求 二、实验原理、实验内容 三、实验仪器设备及材料 四、操作方法与实验步骤 五、实验数据记录及处理 六、实验结果分析及讨论 绩 学 生 姓 名 学 院 班 级 学 号 同 组 人 数 第 组
0 0 2t x t y 0
0 0
0 I 0 M 0 C 2t x t y S
归一化斯托克斯参量后对应的偏振光状态如表 2-1 所示: 表 2-1 斯托克斯矢量对应的偏振光状态
偏振光 自然光 水平线偏振光 45°线偏振光 -45°线偏振光 右旋偏振光 左旋偏振光
一、实验目的 1.1 了解液晶可调谐滤波器(LCTF)工作原理; 1.2 并利用其制作可见波段光谱相机,测量典型目标的成像光谱 特性。
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二、实验原理 2.1 液晶偏振控制器 2.1.1 偏振光获得的原理及方法 根据光波的偏振特性,光一般可以分为完全偏振光、部分偏振光和 自然光。光偏振特性的实质是描述光波电场矢量 E 末端轨迹的形状 和方位。 如果光波矢量末端在观测时间内的轨迹是一条固定的曲线, 那么光波就被称为偏振光。 如果光波矢量末端的轨迹完全随机改变, 那么光波就被称为自然光。由完全偏振光与自然光混合组成的光波 被称为部分偏振光。 偏振光根据光波矢量末端轨迹的不同分为线偏振光、圆偏振光 和椭圆偏振光。在光波传播过程中,矢量末端轨迹为直线,即光矢 量方向不变,大小随相位变化的光是线偏振光;光波矢量末端轨迹 为一个圆时,即光波矢量大小不变,方向随相位变化的光是圆偏振 光;光矢量大小和方向都随相位改变,末端轨迹为椭圆的光波被称 为椭圆偏振光。并且任意偏振光都可以用两个振动方向互相垂直、 相位有关联的线偏振光来表示。 布儒斯特于 1812 年发现,当入射角等于某一特定角度时,在反射光 中只有垂自直于入射面的振动,而平行于入射面的振动变为零,这 时的反射光为线偏振光,如图 1 所示。这个特定的入射角称为起偏 振角,又称布儒斯特角,以 ib 表示,其值为 ib =arctan(n2/n1)该 式称为儒斯特定律。当自然光由空气入射到玻璃板( n2=1.50)时, ib=56.3° 。反之,由玻璃射向空气时,ib=33.7° 。 如果把许多玻璃片相互平行地叠在一起,构成一玻璃片堆,如 图 2.1(a)所示,自然光以布儒斯特角入射玻璃片堆时,光在各层 玻璃面上反射和折射,经多次反射除去了垂直于入射面的光振动, 可使最后透射出来的几乎完全是平行于入射面的光振动,即线偏振 光。由折射产生线偏振光当自然光以布儒斯特角入射时,反射光中 只有垂直于入射面的光振动,入射光中平行于入射面的光振动全部 被折射,折射光为部分偏振光。如图 2.1(b)所示。
2.2 液晶相位延迟器 液晶相位延迟器(见图 2-5)是通过电压控制液晶分子的折射率 来实现对光的相位延迟。在两片平板玻璃中间填充液晶材料,并在 玻璃片上镀上透明电极与校准层。玻璃板之间的空隙由其边缘精细 的玻璃纤维进行控制。这就制成了一个液晶相位延迟器。通常,液 晶分子是雪茄形状的,其折射率会随电压的改变而变化。如图 2-6 所示,当不加电压的时候,液晶分子平躺在与玻璃板平行的方向。 当加上电压的时候, 液晶分子开始 “站立起来” 。 当电压足够的时候, 液晶分子可以旋转到与玻璃板垂直的方向。
I M 或I C S
M
C
S
后一个表示法仅为便于书写。一般关心的是光强的相对值。因 此第一个参量取为 1,其余三个参量均除以 I,是为归一化斯托克斯 参量
1
M /I
C/I
S / I
对于一束完全偏振光,斯托克斯四参量为
2 I E x2 E y 2 M E x2 E y
I Ex Ex E y E y
* *
*
* *
M Ex Ex E y E y C Ex E y E y Ex S Ex E y E y Ex
把(2-3)式代入,得:
2 * 2
*
*
*
I t x Ex Ex t y E y E y
2 * 2 *
* *
M t x Ex Ex t y E y E y
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三、实验器具及装置 3.1 实验器具 电脑 电源 液晶玻片控制器 Walimex 800/8.0 Tele T2 长焦镜头 美国 Meadowlark 公司液晶偏振控制器及液晶相位延迟器 CRi 公司生产的 VariSpec™液晶可调滤波器 维视图像 MV-VEM200SM/SCGigE 工业相机 光学节点架 相纸和清洁器具
斯托克斯矢量
1 1 1
1
1 0 0
0 0 0
T
T
0 1 0 0 0 1
T
T
0 1 0
0 0 1
1
1
T
T
2.1.3 各种偏振态的检验和鉴别 光的偏振现象可以借助于实验装置进行检测,P1、P2 是两块同 样的偏振片。 通过一片偏振片 P1 直接观察自然光 (如灯光或阳光) , 透过偏振片的光虽然变成了偏振光,但由于人的眼睛没有辨别偏振 光的能力,故无法察觉。如果我们把偏振片 P1 的方位固定,而把偏 振片 P2 缓慢地转动,就可发现透射光的强度随着 P2 转动而出现周 期性的变化, 而且每转过 90° 就会重复出现发光强度从最大逐渐减弱 到最暗;继续转动 P2 则光强又从接近于零逐渐增强到最大。由此可 知,通过 P1 的透射光与原来的入射光性质是有所不同的,这说明经 P1 的透射光的振动对传播方向不具有对称性。如图 2-2 所示。
1台 2台 1台 1个 1组 1个 1个 若干 若干
3.2 实验装置图
图2
实验装置图
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(1-长焦镜头; 2-双凹透镜; 3-液晶波片控制器; 4-液晶偏振控制器; 5-液晶相位延迟器;6-节点架;7-液晶可调谐滤波器;8-凹透镜;9工业 CCD 相机;10-液晶波片控制器电源;11-CCD 相机电源;12接线板) 图三 偏振光谱相机实物图 注:其中液晶相位延迟器连接至液晶波片控制器 LC1 口,液晶相位 延迟器连接 LC2 口。 五、实验步骤 5.1 观察环境, 是否利于偏振光谱成像探测。 (天气晴朗, 微风, 光照充足) 5.2 选择拍摄目标。 5.3 进行目标拍摄。 5.4 比较实物与拍摄图。 5.5 改变不同中心波长滤波、液晶偏振控制器的电压、液晶相 位延迟器,比较灰度值与清晰度。
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当电压为零,液晶分子平躺在与玻璃板平行方向的时候,常光 折射率(no)与非常光折射率(ne)差别最大。随着液晶层两端电 压的增加, 液晶分子开始旋转, o 光折射率 (no) 与 e 光折射率 (ne) 的差别逐渐缩小,直到两者几乎相当。 如果入射光偏振方向与液晶 O 光折射率(no)一致,则由液晶 产生的相位延迟与所加电压无关。 这是因为液晶的 O 光折射率 (no) 不会随电压改变。如果入射光偏振方向与液晶 e 光折射率(ne)一 致,则由液晶产生的相位延迟会电压改变而变化。随着电压增加, 有效的双折射减小,导致延迟降低,因此可以根据需要将输入偏振 光变为线性,椭圆或圆偏振光。液晶相位可变延迟器用于整个可见 光和近红外区域。
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除此以外还有干涉衍射散射等方法获得线偏振光。 电矢量随时间作有规则地改变,即电矢量末端轨迹在垂直于传 播方向的平面上呈圆形或椭圆形,则称为圆偏振光或椭圆偏振光。 如果光波电矢量的振动在传播过程中只是在某一确定的方向上占有 相对优势,这种偏振光就称为部分偏振光。 2.1.2 偏振参数的表示方法 完整的描述光波偏振态的方法有 4 种:三角函数表示法、琼斯矢量 表示法、斯托克斯矢量表示法、邦加球表示法。1852 年斯托克斯提 出用 4 个斯托克斯参量来描述任一束光波的强度和偏振态;由于被 描述的光可以是完全偏振光、部分偏振光和自然光,可以是单色光 也可以是非单色光,并且这 4 个斯托克斯参量都是光强的时间平均 值,能够直接测量,
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自然光经过偏振片后,改变成为具有一定振动方向的光。这是 由于偏振片中存在着某种特征性的方向,叫做偏振化方向,偏振片 只允许平行于偏振化方向的振动通过,同时过滤掉垂直于该方向振 动的光。通过偏振片的透射光,它的振动限制在某一振动方向上, 我们把第一个偏振片 P1 叫做“起偏器”, 它的作用是把自然光变成偏 振光,但是人的眼睛不能辨别偏振光。必须依靠第二片偏振片 P2 去 检查。旋转 P2,当它的偏振化方向与偏振光的偏振面平行时,偏振 光可顺利通过,这时在 P2 的后面有较亮的光。当 P2 的偏振方向与 偏振光的偏振面垂直时,偏振光不能通过,在 P2 后面也变暗。第二 个偏振片帮助我们辨别出偏振光,因此它也称为“检偏器”。
C 2 E x E y cos S 2 E x E y sin
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凡是能够产生线偏振光的元件,都可以成为偏振器件。设有一 束沿 Z 方向传输的线偏振光,其偏振方向平行于 x 轴,该偏振器保 持入射线偏振态不变情况下的最大透过系数为 tx,称这时偏振器的 方向为 x 方向;相应条件下的最小透过系数为 ty,则偏振器的特性 可用这两正交方向(x,y)上的透过系数来表示。
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令被讨论的光分别通过下述四块滤色片 F1,F2,F3 和 F4,测出通 过滤色片后的光强 I1,I2,I3,I4,则斯托克斯参量为:
I 2 I1 M 2 I 2 2 I1 C 2 I 3 2 I1 S 2 I 4 2 I1