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0.06Å的电磁波,利用原子内层的电子被高速运动的电子轰击产生跃迁光辐射,从而产生气体的电离、荧光物质的发光以及照相乳胶感光等。用电子束来轰击金属―靶‖材时将产生X射线,通过衍射图谱的分析,可以获得其成分、内部原子或者分子的结构和形态等信息。当X射线扫描晶体物质时,X射线因晶格间距等效光栅的存在而发生光的散射和干涉。干涉效应使得X射线的散射强度增强或减弱,其中强度zui大的光被认为是X射线衍射线。图2-5是晶面间距是d的n级反射图示。在布拉格公式中:d为晶面间距,θ为布拉格角,λ为入射波长。当入射光照射到晶面上时会发生辐射,且辐射部分将成为球面波同步传播,其光程差是波长的整数倍。一部分入射光的 ...
长度与尺寸测量1.干涉法长度测量的基本定律干涉法长度测量的基本规律是用一个机械长度与一个已知的光的波长对比。一般来说,这种光学方法设计光束两次通过所需的长度。因此,测量单位是半波长,被测长度表示为:式中,λ为波长;i为干涉整数级;f是干涉分数级。利用半波长的倍数表示长度的方法取决于两种或者多种光波的干涉强度,在双光束干涉时表示为:此时,γ为干涉率,z1-z2为两个光束通路之间的几何距离差。因此,一个通路长度的改变会以单位λ/2来改变周期性干涉强度。在上式中位相的不同 2Π/λ/2(z1-z2)可以用真空波长表示为2Π/λ0/2(z1-z2)。此时的n是通路中空气的折射率,n(z1-z2)表示两 ...
束正弦振荡的电磁波具有相同的频率和稳定的相位差,此时所形成的李萨如图形是一个椭圆,因此,线偏振光和圆偏振光都可以认为是椭圆偏振光的特例。对上面的两个公式进行运算可以得到一般椭圆偏振光的轨迹方程:标准椭圆方程的形式含有半长轴a和半短轴b,表示为:将上式围绕坐标轴旋转一个角度ψ得到:然后把两个分量带入上面两个椭圆方程可以得到:从这个方程组可以获得偏振椭圆的长半轴取向角ψ:偏振椭圆的形状可以用椭圆率来表示,椭圆率就是椭圆短半轴长度与长半轴长度的比值:其中-1<e<1.用椭圆率角来表示椭圆,如:通过引入辅助角σ(O≤σ≤w/2),椭圆率角和取向角又可以表示为:若给出了两个相互垂直的振荡矢量 ...
程组光是一种电磁波,麦克斯韦方程的特性可以用四个方程来描述。上式,E和H分别为电场和磁场矢量;p为自由电荷密度;J为自由电流密度;矢量场D和B分别为电位移和磁感应强度。方程1是自由空间电场的高斯定理:通过一个封闭曲面的电通量正比于封闭曲面内的净电荷量。方程2是自由空间磁场的高斯定理:通过封闭曲面的磁通量为零。方程3是自由空间的法拉第感应定理的数学表达式:随时间变化的磁场产生电场。方程4是自由空间的安培定理,指出随时间变化的电场产生磁场。这4个方程在时间变化的情况下是相互影响的,电场和磁场相互作用构成电磁波,电场和磁场是由电荷和电流产生的。洛伦兹定理指出,当电荷q在电磁场(E,B)中以一定的速度 ...
以看作是横向电磁波,因此光由电场振动和磁场振动组成。但是,一般来说只考虑电场振动。我们可以把它分解成相互垂直方向上的两个振动来处理电场振动。如下图所示,1.1偏振光的分解起偏器是由和光波长相比足够小的光栅制成,或者由一特定偏振方向的光吸收材料组成,如果在光路中安装起偏器,光线是否能透过起偏器就取决于光的振动方向。也就是说,光透过起偏器只有一个振动方向。这里,因为振动方向是直线的,所以称为线性起偏器,振动方向的平面称为偏振面。一般,用p偏振光和s偏振光来表达偏振态。当光入射于介质时,入射光方向与法线的夹角称为入射角。振动方向在入射面内的叫的p偏振光,垂直于人射面的叫s偏振光。(2)偏振态偏振态有 ...
,即通过横向电磁波,该电磁波沿着传播矢量k移动,电场和磁场分量振荡在平面内,两者相互垂直,波的电场可以用函数来描述图2时间t和位置r上均为谐波。振荡场的频率和幅值分别用ω和E0表示。由于与试样磁化的相互作用,平面偏振波被转换成旋转和/或椭圆偏振光,如图2a所示。旋转和椭圆度然后通过适当设置分析器和补偿器转换为域对比度。图2(a)在(s, k)-和(p, k)-平面上平偏振的两个部分波的相移叠加所产生的椭圆偏振光的可视化。如图所示为电场矢量e的空间和时间演变。通过假设椭圆波是由磁性样品的平面偏振光反射引起的,原理图说明了克尔效应(尽管以一种强烈夸张的方式)。(b)椭圆极化表示为不同振幅和相位的左 ...
形,通过测量电磁波的复振幅分布来实现,而复振幅的测量则是通过将变形波前与理想波前进行混合的互相关完成。波形表示电磁波的复振幅,干涉波的振幅相同,当两束波的相位相差π时,振幅恰好相互抵消;当两束波的相位相同时,合成波的复振幅是单一波束振幅的2倍。如下图2.1所示。2.1复振幅的合成2.2明暗条纹对比度由于光强便于探测,一般用强度来表示对比度。上式Imax为两束相干光同相时振幅的时间平均;Imin为反相时 两束相干光的振幅时间平均。3.干涉仪的分类(1)斐索干涉仪3.1斐索干涉仪与其它干涉仪相比较而言,斐索干涉仪多了一些限制,光源的谱线宽度 限制了其相干性,因此,分光镜的表面必须非常接近被测面,这 ...
然建立在经典电磁波理论上,但实际上它有原子层级的灵敏度。对薄膜的测量准确度可以达到1nm,相当于单原子层的厚度。(8)非苛刻性测量。样品可以是块体材料与薄膜,由于它可测得物质在一个波长范围内介电函数的实部和虚部,信息量较多,可对固体样品作精细分析。能同时分别测量出几个物理量。椭偏光谱可直接得到光学常数的实部和虚部,不需要K-K关系.如果您对椭偏仪相关产品有兴趣,请访问上海昊量光电的官方网页:https://www.auniontech.com/three-level-56.html更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商,产品包括各 ...
时间。考虑到电磁波在空气中的速度约为3×108米/秒,3纳秒脉冲可实现的线性空间分辨率(r)的数量级如下:图1.TOF测量将激光器配置在 "低抖动 "模式下,我们可以将3ns脉冲宽度的激光器的Tj降低到±200ps或更低。因此,误差可以减少五倍,达到3厘米。下图的示波器截图显示了Bright Solutions 2.7ns长的抖动测量的示例——低抖动(Low-Jitter)的机载LiDAR照明器的抖动测量。蓝色的曲线是触发IN信号,而绿色的曲线是快速光电二极管检测到的激光脉冲。Q开关激光脉冲相对于触发输入信号的上升沿的延迟的标准偏差就是抖动(jitter)。平均延迟Td是2 ...
言:可见光是电磁波中能引起视觉的部分,其波长范围为390-770nm。色(即颜色)是可见光入射人眼以后,为光敏细胞感受,在大脑中产生的一种综合感觉,这种感觉称为色觉。不同波长的光对人眼引起不同的颜色感受。大致划分如下:红770-622 nm橙622-587 nm黄597-577 nm绿577-492 nm青492-470 nm蓝470-455 nm紫455-390 nm图1.可见光光谱通常所谓的可见光是对人类而言的,其它动物的“可见光”可以和人类不同。例如,蜜蜂可以感受光谱中的紫外波段,而鹰则甚至连人所能看到的蓝光也可不见。此外,巴甫洛夫曾以狗进行条件反射试验(《大脑两半球机能讲义》),证实狗 ...
器是用于探测电磁波的电子器件,按照探测波段可分为X射线、紫外、可见光、红外光电探测器。其核心原件-光电传感器可把光信号转换为电信号,是基于光伏(光电)效应,其基本机理如下所述。光子通过光电光感器后可转化为电子,并以电流形式输出,当光子被半导体材料吸收时,半导体材料的电子从价带激发到导带,然后由电路读出,作为输出信号。有三种过程可从材料中激发出电子:光伏效应,光电导效应,光电发射效应。能够发生光伏效应的半导体传感器,应该由P型区和N型区组成,并且两区相互拼接形成P-N结,如图1(a)所示。电子吸收光子后,激发到导带上,但在价带上留下空穴,形成了电子-空穴对。电子在材料内部想着P-N姐方向扩散/漂 ...
它相对于入射电磁波电场方向的空间方向(极化),(2)吸收入射光子能量可用的电子能级(吸收光谱),(3)振动能级重排的效率(荧光寿命),(4)弛张回到基态电子能级(斯托克斯位移),(5)基态(发射光谱)内振动能级的总体。荧光团由吸收光谱、荧光寿命、斯托克斯位移和发射光谱表征。按照惯例,荧光寿命τ定义为荧光团处于激发态的平均时间。在此区间内,强度I(t)减小到1/e或其原始值的36.8%。t时刻的衰变强度由样本中所有物种i的一级动力学方程求和得到。其中α是指前因子或指数函数的幅值。多指数混合种的平均寿命(τm)是各种寿命(τi)与各种贡献(αi)的加权之和。另外,在t时刻被激发的分子数为其中n(t ...
涡旋光和球面电磁波示意图对于涡旋光束在大气湍流中传输产生的波前畸变,可通过自适应广西系统进行校正和补偿。传统自适应光学技术是一种电子学和光学相结合的技术,能够实时探测畸变波前并予以实时校正,使光学系统具有适应自身和外界条件变化的能量,从而保持最佳工作状态,提高光束的质量和改善通信系统的性能。无波前传感器的自适应光学校正大多数自适应光学系统都是用波前传感器根据探测到的畸变量产生的相应的控制信号驱动波前校正器对畸变相应进行校正。2010年,夏立军等开展大气光通信畸变波前校正实现,实验结果表明经自适应光学校正后,用更小的初始光功率就能得到更好的通信质量。2014年,Hashmi等在实验室进行了星间自 ...
的概念推广到电磁波的领域。1981年,Baranova等发现在激光光斑上存在随机分布的光学涡旋,并通过实验发现在一定条件下,散斑光场中产生光学涡旋的概率是可以测定的,但是不会产生高阶拓扑荷数的光学涡旋场。1992年,Swartzlander等通过理论和实验研究发现,在自聚焦介质中存在光学涡旋孤子,且光学涡旋孤子在传输过程中与非线性介质会产生相互作用,这一发现对光学涡旋的传播具有很大的贡献。1998年,Voitsekhovich等在一定欺负条件下,详细研究了相位奇点数目密度的特性,结果表明相位奇点数目密度具有一定的统计分布,并不是一个特定的值,并且统计分布与振幅空间导数的概率分布有关。图1.涡旋 ...
深红色)-即电磁波的可见光谱段 (参见图1)。衍射光谱到达CCD探测器;PR-655探测器是128位的线性探测器,PR-670探测器是256位的线性探测器,PR-788探测器是512位的线性探测器;每个探测器单元均代表不同的颜色。测量时,辐射光通过自适应灵敏度算法在某个特定的时间内被取样测量,自动适配感应器自动会根据光信号的强弱确定合适曝光时间。光测量后,探测器用同样积分时间再次测量探测器的暗电流,然后从每个探测器单元的光测量结果中减去暗电流的光信号贡献值。图2 简化方框图图3 PR系列亮度计光路图仪器出厂时已通过相应的校准系数校准光谱数据,校正系数包括波长精确度修正、光谱分布修正和光度修正。 ...
穿透性:光是电磁波,而电磁波拥有可以绕开障碍物继续向前传播的能力。通常波长越短,其穿透力越弱,波长越长,其穿透力,也就是绕过障碍物的能力,越强。因此,SWIR相机相较于普通的、只在可见光范围内感光的相机来说,其穿透能力越强。换句话说,SWIR相机可以检测到更多那些绕开障碍物到达传感器的光,有效探测距离远。因此,SWIR相机具有可以透过雾霾、霭、烟雾、疏质物体成像的特点。在军工领域,可以有效帮助作战人员,在特殊作战环境下锁定目标。短波红外相机也时常会和特种镜头配合使用,增透或增反某个波段的电磁波,从而达到提高分辨率、降低相差的作用。更多有关的短波红外(SWIR)相机产品的相关信息,可致电咨询或登 ...
波和光波段的电磁波是当今信息处理和通信系统中部署最广泛的信号载体。它们还在编码量子信息方面发挥着关键作用。在过去的几十年里,已经开发了各种量子位系统,其中一些利用了光频激发,包括俘获离子 、中性原子 、量子点和固态缺陷 ,以及其他在微波频率下工作的,包括超导量子位(superconducting qubits)和晶体中的自旋(spin in crystal)。其中,超导量子位是最有前途的量子计算平台之一。在超导量子电路中,约瑟夫森效应(Josephon effect)固有的微波频率下的低损耗单光子非线性允许接近纠错阈值的高保真量子操作 。基于该电路量子电动力学 (cQED) 架构,已经开发出具 ...
述虽然只考虑电磁波,但是机械波(如声波和地震波)和引力波也具有远程传递信息的能力。因为电磁波在自由空间传播具有衍射的固有属性,因此,我们想要测量的物理参数的空间位置信息是被扰乱的。如图1所示,恢复这个信息需要在换能之前的前端系统进行处理,或者在后端换能过程进行处理。根据上述定义,没有在检测前或检测后进行处理的感知或者成像系统是贴近的。但是我们不考虑这些。在这里,我们考虑使用换能前处理或换能后处理,或者两者都涉及的图像形成系统。只使用换能前处理的系统是传统的成像仪器,它依靠光学元件来改变入射波前。这种变化试图解释衍射的影响,并恢复物平面的空间结构信息。正如前述章节所讨论的,这是历史上最早的成像系 ...
激光功率探测—光敏二极管探测器和热敏探测器一. 光电二极管探测器光电二极管的结构通常是1个PN结,中间是本征层,也称之为耗尽层或耗尽区,入射的光子在耗尽区激发自由电子和空穴,并引导它们分别向两极运动,从而产生光电流。表征光电二极管时,我们会用到量子效率,这里其实是指内部量子效率,即产生的电子数与进入载荷子区的光子数之比,用于确定光电二极管的性能。光电二极管的响应度,对应外部量子效率,即产生的电子数与所有到达二极管表面的光子数之比,包括因表面反射或吸收而没有进入载荷子区的光子,所以一般内部量子效率高于外部量子效率。这种探测器的优势和缺点分别是:优势:响应速度快、灵敏度高、线性度好、噪声低、暗电流 ...
点来看,光是电磁波,光矢量与光传播方向垂直,由电场矢量和光场矢量的对比看,光波具有偏振态。其偏振态是用其电场矢量端点的轨迹来描述的。横向分量大于纵向分量,,可将光波近似为具有偏振特性的横波。在垂直于光传播方向的平面内,光矢量可能有不同的振动状态,这些不同的振动状态就称为偏振态。常见的偏振态有线、圆、椭圆三种。光纤中传输的光,由于光纤中纤芯与包层界面处切向分量连续,法向分量不连续,这种不连续的量造成场不连续,,把这种不连续场的解称为模式。只能传输一种模式的光纤称为单模光纤,光纤的偏振特性就只存在于单模光纤中。单模光纤传输沿光纤径向相互垂直的两个模式矢量场。但由于物理尺寸的不均匀,使得光纤径向上相 ...
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