晶体光学06628_(6)系统鉴定

§3 物理光学与晶体光学基础光波是一种电磁波，光波是横波。

自然光：一切从实际光源发出的光叫自然光。

或者说在黑体中任何物质加热发出的光叫自然光，发光时的温度叫色温，以K（绝对温度）表示，钻石颜色分级比色灯5500K-7200K。

特点：在垂直传播方向的任意方向振动，各方向振幅相等。

偏光：只在垂直传播方向的平面内的某一固定方向上振动的光波叫平面偏振光，简称偏光。

偏光通常利用光的双折射（尼科尔棱镜）或吸收作用（偏光片）产生特点：只在垂直光波传播方向的某一固定方向振动。

可见光波的波长为400-700nm（晶体光学390-770nm）宝石学常用（nm）晶体光学（nm）红 700-630&, ;, ;, ;nbs, p; 红 770-650橙 630-590橙 650-590黄 590-550黄 590-570绿 550-510绿 570-500青 510-480蓝 500-460蓝 480-450青 460-430紫 450-400紫 430-390波长与对应颜色及可见光波长范围记忆宝石学常用值即可。

入射线、折射线、反射线以及法线均在同一平面内。

反射：光从一种介质射到另一介质时，有一部分光在介质的界面处改变了传播方向，继续在原介质中传播，这种现象叫做光的反射。

主要由反射作用引起的特殊光学效应有：猫眼效应星光效应砂金效应折射：光波从一种介质进入另一种介质中传播时，因为两介质的密度不同，光在其中传播的速度也不同，致使光的传播方向发生改变，这种现象叫光的折射，即入射光线与折射光线不在同一直线方向传播。

折射定律：(1)折射光线总是在入射光线和法线所决定的平面里，并且和入射光线分居在法线的两侧；(2)N=Vi / Vr = Sini / Sinr相对折射率：N称为折射介质对入射介质的相对折射率。

绝对折射率：如果入射介质为真空或空气，则N值称为折射介质的绝对折射率，简称折射率。

衍射：波在同一均匀媒质里传播是沿直线方向进行的，如果在它的传播方向上遇到迎面挡住的孔或障碍物时，只要孔或障碍物不比它的波长大很多，这时波就会明显地绕到障碍物的后面或小孔的外面去（传播路径发生了弯曲）这种现象叫做波的衍射（绕射）。

第1篇实验名称：晶体光学性质观测分析实验日期：2023年11月10日实验地点：实验室晶体光学实验室一、实验目的1. 熟悉单轴晶体光学性质，包括晶体的消光现象、干涉色级序等。

2. 了解偏光显微镜原理，并掌握其使用方法。

3. 观察晶体的类别、轴向和光性正负等特征，估计晶片的光程差。

4. 通过实验加深对晶体光学性质的理解，为后续相关研究打下基础。

二、实验原理晶体光学性质是指晶体对光的传播、反射、折射等过程所表现出的特殊性质。

晶体中的原子、离子或分子按照一定的规律排列，形成周期性结构，导致光在晶体中传播时，表现出各向异性。

本实验通过观测和分析晶体光学性质，了解晶体内部结构对光传播的影响。

三、实验仪器与材料1. 仪器：偏光显微镜、光源、起偏器、检偏器、物镜、目镜、载物台、旋转台、光源控制器等。

2. 材料：各种晶体样品（如石英、方解石、云母等）。

四、实验步骤1. 准备工作：将晶体样品放置在载物台上，调整光源和显微镜的焦距，确保能够清晰地观察到样品。

2. 起偏器调节：将起偏器放置在显微镜的光路上，调整起偏器的角度，观察样品在不同偏振方向下的光学现象。

3. 观察消光现象：在起偏器固定位置下，旋转样品，观察消光现象。

记录消光位置，分析晶体的消光规律。

4. 观察干涉色级序：调整起偏器和检偏器的角度，观察样品在不同干涉级序下的颜色变化，记录干涉色级序。

5. 观察晶体类别、轴向和光性正负：通过偏光显微镜观察样品的晶面、晶轴和光性，记录观察结果。

6. 光程差测量：利用偏光显微镜测量晶片的光程差，计算晶片的光学厚度。

五、实验结果与分析1. 消光现象：在实验过程中，观察到晶体样品在不同偏振方向下呈现出消光现象。

根据消光位置，分析出样品的消光规律，进一步了解晶体内部结构。

2. 干涉色级序：在调整起偏器和检偏器角度的过程中，观察到样品在不同干涉级序下呈现出不同的颜色。

根据干涉色级序，分析出样品的光学性质。

3. 晶体类别、轴向和光性正负：通过偏光显微镜观察，确定了样品的晶体类别、轴向和光性正负。

第１２卷　第４期２０１９年８月　 中国光学 ＣｈｉｎｅｓｅＯｐｔｉｃｓ Ｖｏｌ．１２　Ｎｏ．４　Ａｕｇ．２０１９ 收稿日期：２０１８ １２ １２；修订日期：２０１９ ０１ ２７ 基金项目：吉林省科技发展计划项目（Ｎｏ．２０１７０３０９００１ＧＸ）；吉林省重点科技研发项目（Ｎｏ．２０１８０２０１０４３ＧＸ）ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＪｉｌｉｎＰｒｏｖｉｎｃｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＰｌａｎＰｒｏｊｅｃｔ（Ｎｏ．２０１７０３０９００１ＧＸ）；ＪｉｌｉｎＰｒｏｖｉｎｃｅＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲ＆ＤＰｒｏｊｅｃｔ（Ｎｏ．２０１８０２０１０４３ＧＸ）文章编号　２０９５ １５３１（２０１９）０４ ０８８０ ０８仿生复眼系统的子眼安装孔对准误差检测方法张　广１，王新华１，２，李大禹１（１．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春１３００３３；２．吉林大学计算机科学与技术学院，长春１３００１２）摘要：仿生复眼系统是一种多子眼拼接的大视场高分辨率成像系统，由一级同心物镜和二级子眼镜头阵列组成。

为实现大视场无缝隙拼接成像，必须严格保证所有子眼镜头的光轴与同心物镜球心的对准误差在光学设计允许的公差范围内。

首先，基于ＰＳＭ（ｐｏｉｎｔｓｏｕｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）定位仪的自准直原理确定ＰＳＭ的基准参考零位，然后通过转接器将ＰＳＭ分别固定在所有子眼镜头安装孔中，计算经同心物镜反射后像点质心位置与子眼安装孔轴线对准误差的几何关系式，最后用Ｌｉｇｈｔｔｏｏｌｓ软件仿真检测光路并对所有安装孔对准误差进行检测。

实验结果表明：所有安装孔轴线与同心物镜球心的对准误差均小于３０μｍ。

满足光学设计中子眼镜头光轴与同心物镜球心对准误差小于５０μｍ的公差要求，从而保证了仿生复眼成像系统大视场高分辨率无缝拼接影像的获取。

关　键　词：仿生复眼；大视场；高分辨率；自准直；对准误差中图分类号：ＴＨ７４１ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３７８８／ＣＯ．２０１９１２０４．０８８０Ａｌｉｇｎｍｅｎｔｅｒｒｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｓｕｂ ｅｙｅｍｏｕｎｔｉｎｇｈｏｌｅｆｏｒｂｉｏｎｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｅｙｅｓｙｓｔｅｍＺＨＡＮＧＧｕａｎｇ１，ＷＡＮＧＸｉｎ ｈｕａ１，２，ＬＩＤａ ｙｕ１（１．ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ，ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００１２，Ｃｈｉｎａ）Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅ ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｇｕａｎｇ０９２０＠１６３．ｃｏｍＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂｉｏｎｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｅｙｅｓｙｓｔｅｍｉｓａｍｕｌｔｉ ｓｕｂ ｅｙｅｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｌａｒｇｅ ｆｉｅｌｄａｎｄｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕ ｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆａｍｏｎｏｃｅｎｔｒｉｃｏｂｊｅｃｔｉｖｅｌｅｎｓａｎｄｓｕｂ ｅｙｅｌｅｎｓａｒｒａｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｌａｒｇｅ ｆｉｅｌｄｓｅａｍｌｅｓｓｓｔｉｔｃｈｉｎｇｉｍａｇｅｓ，ｉｔｍｕｓｔｂｅｓｔｒｉｃｔｌｙｅｎｓｕｒｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｕｂ ｅｙｅｏｐｔｉｃａｌａｘｅｓａｒｅｐｒｏｐｅｒｌｙａｌｉｇｎｅｄｔｏｔｈｅｃｅｎｔｅｒｏｆｍｏｎｏｃｅｎｔｒｉｃｏｂｊｅｃｔｉｖｅｌｅｎｓｓｕｃｈｔｈａｔｔｈｅａｌｉｇｎｍｅｎｔｅｒｒｏｒｉｓｗｉｔｈｉｎｔｈｅｔｏｌｅｒａｎｃｅｓｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｄｅｓｉｇｎ．Copyright©博看网 . All Rights Reserved.Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｚｅｒｏｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＰＳＭｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｕｔｏ ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．ＴｈｅｎｔｈｅＰＳＭｗａｓｆｉｘｅｄｔｏａｌｌｔｈｅｓｕｂ ｅｙｅｍｏｕｎｔｉｎｇｈｏｌｅｓｗｉｔｈｔｈｅａｄａｐｔｅｒ．Ａｇｅｏｍｅｔｒｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｏｆｉｍａｇｅｃｅｎｔｒｏｉｄａｆｔｅｒｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｂｙｔｈｅｍｏｎｏｃｅｎｔｒｉｃｏｂｊｅｃｔｉｖｅｌｅｎｓｒｅｌａｔｉｖｅｔｏｔｈｅｒｅｆｅｒ ｅｎｃｅｚｅｒｏｐｏｉｎｔａｎｄｔｈｅａｌｉｇｎｍｅｎｔｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｓｕｂ ｅｙｅｍｏｕｎｔｉｎｇｈｏｌｅｓｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｄｅ ｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｉｔｈＬｉｇｈｔｔｏｏｌｓａｎｄｔｈｅａｌｉｇｎｍｅｎｔｅｒｒｏｒｓｏｆａｌｌｔｈｅｍｏｕｎｔｉｎｇｈｏｌｅｓｗｅｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅａｌｉｇｎｍｅｎｔｅｒｒｏｒｓｏｆａｌｌｔｈｅｍｏｕｎｔｉｎｇｈｏｌｅｓａｒｅｌｅｓｓｔｈａｎ３０μｍ．Ｉｔｃａｎｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｔｏｌｅｒａｎｃｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｌｅｓｓｔｈａｎ５０μｍ，ｗｈｉｃｈｅｎｓｕｒｅｓｔｈｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅ ｆｉｅｌｄａｎｄｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓｅａｍｌｅｓｓｓｔｉｔｃｈｉｎｇｉｍａｇｅｓｏｆｂｉｏｎｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｅｙｅｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｎｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｅｙｅ；ｌａｒｇｅ ｆｉｅｌｄ；ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ；ａｕｔｏ ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ；ａｌｉｇｎｍｅｎｔｅｒｒｏｒ１　引　言 随着光学成像技术的不断发展，实现大视场和高分辨率的信息收集与记录一直是光电成像系统追求的目标。

晶体的七大晶系图解和晶体标本欧阳歌谷（2021.02.01）概论晶体都是按七种结晶模式发育生长，即七大晶系。

晶体是以三维方向发育的几何体，为了表示三维空间，分别用三、四根假想的轴通过晶体的长、宽、高中心，这几根轴的交角、长短不同而构成七种不同对称、不同外观的晶系模式：等轴晶系，四方晶系，三方晶系/六方晶系，斜方晶系，单斜晶系，三斜晶系。

上图是七大晶系的理论模型，面向观众的轴称x轴，与画面平行的横轴称y轴，竖直的轴称z轴，也可叫“主轴”。

在同一水平面上，请大家仔细分辨它们的区别。

一，等轴晶系简介等轴晶系的三个轴长度一样，且相互垂直，对称性最强。

这个晶系的晶体通俗地说就是方块状、几何球状，从不同的角度看高低宽窄差不多。

如正方体、八面体、四面体、菱形十二面体等，它们的相对晶面和相邻晶面都相似，这种晶体的横截面和竖截面一样。

此晶系的矿物有黄铁矿、萤石、闪锌矿、石榴石，方铅矿等。

等轴晶系的三个晶轴(x轴y轴z轴)一样长,互相垂直。

请看这种晶系的几种常见晶体的理论形态：常见的等轴晶系的晶体模型图金刚石晶体聚形的方铅矿黄铁矿二，四方晶系简介四方晶系的三个晶轴相互垂直，其中两个水平轴（x轴、y轴）长度一样，但z轴的长度可长可短。

通俗地说，四方晶系的晶体大都是四棱的柱状体，（晶体横截面为正方形，但有时四个角会发育成小柱面，称“复四方”），有的是长柱体，有的是短柱体。

再，四方晶系四个柱面是对称的，即相邻和相对的柱面都一样，但和顶端不对称（不同形）；所有主晶面交角都是九十度交角。

请看模型图：四方晶系的晶体如果z轴发育，它就是长柱状甚至针状；如果两个横轴（x 、y）发育大于竖轴z轴，那么该晶体就是四方板状，最有代表性的就是钼铅矿。

请看常见的一些四方晶系的晶体模型：这个晶系常见的矿物有锡石、鱼眼石、白钨矿、符山石、钼铅矿等。

请看实物图片：符山石的晶体锡石的长柱状晶体（顶端另有斜生的小晶体）。

请注意看柱体的棱角发育成窄小晶面，此种晶体又叫“复四方”——四个主柱面，四个小柱面。

晶体光学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.方解石和白云石在显微镜下均具有菱面体完全解理（薄片中常见两组交叉解理缝）。

参考答案:正确2.方解石和白云石在显微镜下均具有一级灰干涉色。

参考答案:错误3.黑云母颜色最深时，其解理纹的方向代表下偏光镜的振动方向。

参考答案:正确4.关于多色性与吸收性描述错误的是：（）参考答案:非均质体任何切面均具有多色性和吸收性_二轴晶的多色性与吸收性总是比一轴晶的更明显_垂直Bxa切面的多色性总是比垂直Bxo切面上的多色性明显5.已知硅灰石Ng-Np=0.017，Ng-Nm=0.002，薄片厚度为0.03mm，请问硅灰石的轴性光性是（）参考答案:二轴负晶6.已知硅灰石Ng-Np=0.017，Ng-Nm=0.002，薄片厚度为0.03mm，请问硅灰石⊥Bxo切面在正交偏光镜下的干涉色（）参考答案:Ⅰ级橙7.矿物手标本中的颜色和显微镜下的颜色是一致的。

参考答案:错误8.显微镜关闭电源之前，应先将灯泡亮度调至最低。

参考答案:正确9.非均质体矿物的任意切面均可见多色性和吸收性。

参考答案:错误10.对于石英和方解石等一轴晶矿物正确的表述是：（）参考答案:光线沿Ne方向正入射时不发生双折射_未受应力作用的三方晶系矿物属于一轴晶11.一轴晶正光性光率体，其最小折射率是（）参考答案:No12.方解石和白云石在显微镜下均沿解理方向对称消光。

参考答案:正确13.石英在显微镜下表面洁净，正长石常因表面风化而显浑浊。

参考答案:正确14.紫苏辉石在显微镜下具正低突起。

参考答案:错误15.二轴晶矿物平行光轴的切面多色性和吸收性最明显。

参考答案:错误16.普通角闪石的光性方位如图所示，在（100）方向的切面是（）消光类型。

【图片】参考答案:平行##%_YZPRLFH_%##平行消光17.石英最高干涉色为一级灰白，在此干涉色最亮位置，加入石膏试板，同名半径平行，看到的干涉色是（）参考答案:Ⅱ级蓝18.非均质体矿物垂直光轴的切面无多色性和吸收性。

第一章1、晶体光学：研究可见光通过透共振、穆斯鲍尔谱学、透射电子显微镜等方法研究矿物。

2、光性矿物鉴定法：是利用不同的透明矿物显示的光学性质不同，鉴定明矿物晶体时所产生的一些光学现象及其原理的一门科学。

3、研究矿物的方法包括：化学分析、光谱分析、电子探针显微分析、X射线结构分析、差热分析、荧光分析以及晶体测量和比重、硬度精确测定等。

此外还用红外光谱、核磁透明矿物。

晶体光学是鉴定、研究透明矿物及岩石的重要方法。

是一种很好的物相研究法。

4、可见光：是电磁波，其波长范围约为390nm～770nm（纳米）是整个电磁波谱中很窄的一小段。

可见光光波波长不同，呈现颜色也不同。

白光是各种单色光按一定比例混合而成的混合光。

单色光的波长由长到短，对应的色感由红到紫。

5、纵波：振动方向与传播方向一致，不存在偏振问题；横波：振动方向与传播方向垂直，存在偏振问题。

6、最常见的光有五种：自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光。

7、自然光：各个方向上振动振幅相同的光。

（一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。

）8、线偏振光（又称平面偏振光或完全偏振光）：在垂直于传播方向的平面内，光矢量只沿某一个固定方向振动。

9、部分偏振光：某一方向光振动比与之垂直方向的光振动占优势。

彼此无固定相位关系、振动方向任意、不同方向上振幅不同的大量光振动的组合，它介于自然光与线偏振光之间。

（部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光）10、获得偏振光的方法：由反射与折射产生（部分偏振光）、由二向色性产生（线偏振光）、双折射晶体（偏振棱镜）产生（线偏振光）。

11、布儒斯特定律：若光从折射率为n1的介质向折射率为n2的介质，当入射角满足tgi 0=n2/n1时，反射光中就只有垂直于入射面的光振动，没有平行于入射面的光振动，这时反射光为线偏振光，折射光仍为部分偏振光。

这就是Brewster定律。