镀膜平玻璃板厚度测量实验设计
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第31卷第2期大学物理实验Vol.31No.22018年4月PHYSICALEXPERIMENTOFCOLLEGEApr.2018收稿日期:2017 ̄11 ̄21基金项目:江苏省淮阴师范学院大学生创新训练计划项目(201717001XJ)ꎻ淮安市科技计划项目(HAGZ201601)∗通讯联系人文章编号:1007 ̄2934(2018)02 ̄0062 ̄03玻璃平板厚度测量的实验研究谈晗芝ꎬ郗晓倩ꎬ陈㊀洁ꎬ刘㊀洋ꎬ左㊀芬∗(淮阴师范学院ꎬ江苏淮安㊀223300)摘要:平板玻璃生产中需要对玻璃厚度进行精确地测量ꎮ本文通过理论模拟和实验研究了应用白光干涉测量技术ꎬ来测量玻璃平板厚度的方法ꎮ系统通过步进电机控制精密平移台的移动ꎬ实测了一个标称厚度为5mm的玻璃平板ꎬ通过多次采样取平均的方法ꎬ结果误差为0.34%ꎮ关键词:光学测量ꎻ白光干涉ꎻ玻璃厚度中图分类号:O4 ̄34文献标志码:ADOI:10.14139/j.cnki.cn22 ̄1228.2018.02.017㊀㊀随着科学技术的不断发展ꎬ各种各样的玻璃平板进入了人们的生活ꎮ玻璃是建材行业的支柱性产品之一ꎬ其中应用最为广泛的就是平板玻璃ꎮ目前ꎬ玻璃平板已被运用于建筑[1]㊁光电[2]㊁医疗[3]㊁环境艺术设计[4]等诸多领域ꎮ玻璃厚度是玻璃产品质量的一项重要标准ꎬ因此对于玻璃平板厚度检测的要求也越来越高ꎮ现有的测量玻璃平板厚度的方法大致分为接触式和非接触式[5]两种ꎮ目前国内大多数玻璃生产企业仍然采用传统的接触式测量仪器来测量玻璃厚度ꎬ但是这种测量方法的采样过程以及精度方面都存在一定的问题ꎮ而常见的非接触式测量方法有电容式[6]㊁光学测量[7]等ꎮ其中光学测量在实验过程中可避免因表面不光滑带来的测量结果不准确以及因为探头接触凹凸表面带来的磨损问题ꎬ测量结果更为精确㊁可靠ꎮ本文针对一种光学测量的方法测量玻璃平板的厚度进行了实验研究ꎮ运用白光干涉[8]的原理ꎬ采用步进电机控制精密平移台的移动来测量玻璃平板厚度ꎮ除了表面光滑的玻璃平板厚度的测量ꎬ对于表面不光滑的物体也可以采用这种方法ꎮ1㊀测量光路与原理测量光路为泰曼 ̄格林干涉测量系统[9]ꎬ光源采用低相干的LED光源ꎬ其中心波长为633nmꎬ实验光路图如图1所示:图1 平板厚度测量原理光路图被测玻璃平板固定在载物台上ꎬ步进电机与载物台相连接ꎮ白光光源射入分光棱镜中ꎬ其中一束光线投射到参考镜Rꎬ为参考光ꎬ另一束光线投射到被测玻璃平板的表面ꎬ为测试光ꎮ当两束光线分别被待测样品和参考镜反射再次通过分光棱镜时ꎬ参考光与测试光相遇叠加ꎬ叠加后的信息经过成像透镜会聚到CCD上形成图像ꎮ而基于白光干涉测量的原理ꎬ当参考光与测试光之间的光程差几乎为0时ꎬ两者叠加将形成干涉现象ꎮ根据上述白光泰曼 ̄格林干涉测量系统的结构与工作原理[10]ꎬ当步进电机带动载物台沿着主光轴方向进行移动时ꎬ经过待测玻璃平板前表面和后表面反射回去的光将依次与参考光发生干涉ꎮ两次干涉现象之间步进电机移动的距离为玻璃平板的光学厚度ꎬ若已知玻璃的折射率ꎬ则可以确定玻璃的几何厚度[11]ꎮ若参考面与玻璃平板前后表面分别产生干涉时步进电机所对应的位置分别为Xa和XBꎬ已知玻璃材料的折射率为n的前提下ꎬ可得玻璃平板前后表面之间的几何厚度为:d=(XB-XA)/n(1)实验过程中通过CCD相机采集到序列图像ꎬ读出所有序列图像上某个相同坐标点的全部光强信息ꎬ因光源具有一定的波长带宽ꎬ则理论上可得到如图2所示的光强信息分布图:图2㊀对应坐标点光强与图像序列之间的对应关系光强的两个极值位置ꎬ代表了前后两次干涉发生的位置ꎬ因此两次位置之差即为玻璃平板在该坐标点上前后之间的光学厚度ꎬ进而可以得到该玻璃平板的厚度ꎮ2㊀实验数据实验中选取了一块标称厚度为5mm的玻璃制成的玻璃平板作为待测样品ꎬ玻璃折射率为1.51630ꎮ实验中光束口径约10mmꎬ步进电机的进动步长设为1μmꎬ采集了12000幅图像ꎬ其中玻璃平板前表面与后表面分别产生的干涉图如图3所示ꎬ两个条纹发生了一定角度的旋转ꎬ表明玻璃平板前后表面之间具有一定的锲角ꎮ图4为所有12000幅图像的中点位置的光强与图像序列之间的对应关系ꎬ可以很明显的观察到两个光强发生急剧变化的位置ꎬ这两个位置分别对应着玻璃平板前表面与参考面发生干涉的图像序列以及后表面与参考光发生干涉的图像序列ꎬ将这两个位置进行的局部细节放大ꎬ如图5所示ꎬ可见光强的变化与图2的仿真图相似ꎮ图3(a)图3(b)图3㊀(aꎬb)玻璃平板前后表面分别形成的干涉条纹图图4㊀图像中点光强与图像序列之间的对应关系图图5(a)图5(b)图5㊀(aꎬb)干涉位置的局部放大图在图像中选取一系列的坐标点ꎬ找出它们的各自干涉极值位置ꎬ如表1所示ꎮ通过多次测量取平均值的方法ꎬ可以计算玻璃平板的平均光学厚度ꎮ平均光学厚度除以玻璃材料的折射率1.51630ꎬ可得该玻璃平板样品的平均几何厚度为5.0169mmꎬ36玻璃平板厚度测量的实验研究与标称厚度之间的误差为0.34%ꎮ表1㊀一组对应坐标点的干涉极值位置坐标(x=87)Y=100Y=105Y=110Y=115Y=120Y=125Y=130Y=135Y=140Y=145前极值序列1499149914981498149714971497149515011501后极值序列9101910491039107910591049108910891079106光学厚度/mm7.6027.6057.6057.6097.6087.6077.6117.6137.6067.605平均光学厚度/mm7.60713㊀结㊀论本文在泰曼 ̄格林干涉测量系统中ꎬ采用短相干光源ꎬ组成白光干涉测量系统ꎬ并分析了利用白光干涉测量技术进行的平板玻璃厚度测量的原理ꎬ采用步进电机控制参考面进行移动ꎬ通过测量平板玻璃前后表面分别与参考面产生干涉时的位置之差ꎬ计算出玻璃的光学厚度ꎬ并进而根据玻璃的折射率ꎬ求出其几何厚度ꎮ实验经过多个坐标点的数据计算ꎬ求取平均值的方法ꎬ得到的较高的测量精度ꎮ主要来源于图像选取点的位置读数ꎬ若减小步进电机的进动步长ꎬ则可相应提高测量的精度ꎮ该方法可在测量透明物体厚度领域得到更为广泛的运用ꎬ若待测物体几何厚度较大ꎬ则需要采用大景深光学系统ꎮ参考文献:[1]㊀申荣.浅析平板玻璃在建筑中的应用[J].建筑知识:学术刊ꎬ2011:272 ̄273.[2]㊀彭寿ꎬ张冲.平板玻璃在光电显示领域的应用与发展趋势[J].中国玻璃ꎬ2012(2):3 ̄8. [3]㊀王军ꎬ阎承斌ꎬ沈正海ꎬ等.有机玻璃在医疗领域中的应用与注意事项[J].医疗装备ꎬ2008ꎬ21(1):17 ̄18.[4]㊀陈鑫.平板玻璃在环境艺术设计中的应用[J].产业与科技论坛ꎬ2011ꎬ10(18):198 ̄198. [5]㊀王仁洲ꎬ杨涛.迈克耳逊干涉仪旋转样品法测量透明玻璃厚度[J].物理实验ꎬ2014(11):24 ̄26. [6]㊀王兴英ꎬ常旭光.电容传感式玻璃厚度测量仪[J].传感器与微系统ꎬ1995(2):29 ̄33.[7]㊀孙峰.玻璃厚度在线测量系统的研制[D].大连理工大学ꎬ2013:31 ̄37.[8]㊀陈慧芳ꎬ严惠民ꎬ施柏煊.白光干涉法测量金属箔厚度[J].仪器仪表学报ꎬ2003ꎬ24(z2):19 ̄20. [9]㊀张海峰.泰曼 ̄格林干涉仪CCD实时图像采集系统的研制[J].中国原子能科学研究院年报ꎬ2006(1):176 ̄176.[10]周俊勇.通过改变玻璃厚度研究白光相干性[J].大学物理实验ꎬ2014(3):40 ̄43.[11]万伟.迈克尔逊干涉仪测透明介质厚度及折射率[J].大学物理实验ꎬ2013(5):22 ̄24.ExperimentalStudyontheTestingfortheGlassPlateThicknessTANHan ̄zhiꎬXIXiao ̄qianꎬCHENJieꎬLIUYangꎬZUOFen∗(HuaiyinNormalUniversityꎬJiangsuHuaian223300)Abstract:Glassthicknessneedstobeaccuratelymeasuredinplateglassproduction.Themethodofmeasuringthethicknessofglassplateisstudiedbytheoreticalsimulationandexperiment.Thesystemusesthestepmotortocontrolthemovementoftheprecisionpantryꎬandmeasuredaglassslabwithanominalthicknessof5mm.Theaveragemethodisobtainedbysamplingmultipletimesꎬandtheerroris0.34%.Keywords:opticaltestingꎻwhitelightinterferometryꎻglassthickness46玻璃平板厚度测量的实验研究。
光学实验中如何利用干涉原理测量薄膜厚度在光学实验中,测量薄膜厚度是一项常见且重要的任务。
利用干涉原理来实现这一测量具有高精度、非接触等优点。
接下来,让我们逐步了解这一精妙的测量方法。
干涉现象是光的波动性的一种重要表现。
当两束或多束光相遇时,它们会相互叠加,从而产生明暗相间的条纹,这就是干涉条纹。
而在测量薄膜厚度的实验中,我们常常利用的是等厚干涉原理。
等厚干涉中,一个典型的例子就是劈尖干涉。
想象一下,有一块平板玻璃,在其一端垫上一小薄片,这样就形成了一个劈尖状的空气薄层。
当一束平行光垂直入射到这个劈尖上时,在劈尖的上、下表面反射的两束光会发生干涉。
假设入射光的波长为λ,薄膜的折射率为 n。
在劈尖干涉中,相邻两条亮条纹(或暗条纹)之间对应的薄膜厚度差为λ/(2n)。
我们通过测量干涉条纹的间距以及已知的波长和薄膜折射率,就能够计算出薄膜的厚度。
为了更准确地测量薄膜厚度,实验中需要注意一些关键因素。
首先是光源的选择。
理想的光源应该具有单色性好、亮度高且稳定的特点。
常用的有激光光源,比如氦氖激光器发出的红光,其波长稳定且单色性极佳。
其次,实验装置的搭建要精确。
例如,要确保入射光垂直照射到薄膜表面,这样可以简化计算和提高测量精度。
同时,观测干涉条纹的设备也需要具备足够的分辨率,以便清晰地分辨出条纹的细节。
在实际操作中,我们可以使用显微镜来观察干涉条纹。
通过调节显微镜的焦距和位置,找到清晰的干涉条纹图像。
然后,使用测量工具(如目镜测微尺)来测量条纹的间距。
还有一种常见的干涉测量薄膜厚度的方法是牛顿环。
将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上,在两者之间就会形成一个空气薄膜。
当平行光垂直入射时,同样会产生干涉现象,形成明暗相间的同心圆环,即牛顿环。
对于牛顿环,第 m 个暗环的半径 r 与凸透镜的曲率半径 R、入射光波长λ以及薄膜厚度 d 之间存在如下关系:r²=mλR m(m 1/2)λ² / 2 。
镀膜玻璃的薄膜参数的反射光谱测量法项目完成单位:国家建筑材料测试中心项目完成人:刘元新鲍亚楠孙宏娟王廷籍摘要本文提出从镀膜玻璃的反射光谱测量薄膜厚度、折射率和消光系数的方法,并从电磁波传播理论和两面镀导电膜玻璃的实验加以证实。
本方法测量薄膜厚度的误差随着膜厚的增加而增加,几百纳米膜厚的测量误差不大于±10%。
测量范围大约为100nm-5μm。
关键词薄膜、厚度、反射光谱、折射率、消光系数1.前言自洁净玻璃的自洁净性能、Low-E玻璃的低幅射性能都与其膜层的厚度、折射率和消光系数有着密切的关系[1]。
近代微电子学装置,如成像传感器、太阳能电池、薄膜器件等都需要这些参数[2] 。
这些参数的数据是薄膜材料、薄膜器件设计的必不可少的基础性数据。
通常都是单独测量这些参数,薄膜厚度用原子力显微镜、石英震荡器、台阶仪、椭偏仪、干涉法来测量。
薄膜折射率的测量就比较麻烦,因为它是波长的函数,它可以用基于干涉、反射原理的方法测量。
从薄膜的吸收谱就可测量其消光系数。
显然,取得这些数据是很麻烦、很费时、成本也很高,特别是对于纳米级薄膜。
2000年,美国Princeton等大学提出[2] ,从物理角度建立透射光谱模型,调整模型中的未知的参数,即薄膜厚度、折射率、消光系数,使透射光谱的理论曲线同实验曲线重合,这就同时取得薄膜的厚度、折射率、消光系数等数据。
他们用这种方法同时测量了“玻璃-薄膜”系统的薄膜的厚度、折射率、消光系数等数据。
显然,这是取得这些数据的简便、快速、低成本的方法,也是这个领域的一个发展趋势。
薄膜参数的信息既包含在镀膜玻璃的透射光谱中,也包含在镀膜玻璃的反射光谱中,Mulato等人[2]是从镀膜玻璃的透射光谱中提取出薄膜参数的信息,本文尝试从镀膜玻璃的反射光谱中提取出薄膜参数的信息,建立导电聚苯胺高分子聚合物薄膜参数的计算机模拟测量方法。
2.反射光谱这里仅考虑两面镀膜玻璃,即“薄膜-玻璃-薄膜”系统,这系统有4个界面5个区域(图1) ,4个界面为:空气-薄膜、薄膜-玻璃、玻璃-薄膜、薄膜-空气界面;5个介质区域为:空气区(1)、薄膜区(2)、玻璃区(3)、薄膜区(4)、空气区(5)。
镀铝膜纸厚度测量仪的试验步骤介绍
前言
镀铝膜纸厚度测量仪是用于测量镀铝膜纸的厚度,可以广泛应用于包装行业、
印刷行业、医疗器械行业、食品包装行业等领域。
在使用前,需对仪器进行试验。
本文将介绍镀铝膜纸厚度测量仪的试验步骤。
工具准备
1.镀铝膜纸厚度测量仪;
2.至少3张镀铝膜纸样品;
3.比较仪器的尺子或卡尺。
步骤
1.将镀铝膜纸厚度测量仪放在水平的工作台上,连接电源线并开启仪器;
2.打开仪器中的零位调整功能,将测量刀片的针尖放置在零位,并按下
零位调整按钮调整至零位;
3.将准备好的镀铝膜纸样品放置于测量平台上;
4.将比较仪器的尺子或卡尺横放于测量平台上,并将其靠近样品;
5.用手按住比较仪器的尺子或卡尺,将其对准测量刀片的针尖;
6.开始测量,将测量刀片移动轻轻地触碰样品,然后逐渐加压,直至测
量刀片彻底切入样品中;
7.读取测量结果,记录并重复以上步骤对每个镀铝膜纸样品进行测试;
8.每个样品测试完成后,清除样品和测量刀片上的残余物,以免对下一
个测试产生影响。
结论
通过以上步骤,您已经完成了镀铝膜纸厚度测量仪的测试。
在实际使用过程中,需要注意保持仪器的清洁和使用正确的操作方法,以确保测试结果的准确性。
测量透明平行玻璃板折射率及厚度王鑫;曾翘楚;柴钰奇【摘要】利用氦氖激光器、2块衰减片、USB型CCD图像传感器,多次测量出入射角α和2束反射平行光间距离L,通过几何光学知识推导计算出透明平行玻璃板折射率及厚度.【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2017(037)008【总页数】3页(P51-53)【关键词】平行玻璃板;折射率;厚度;非接触测量【作者】王鑫;曾翘楚;柴钰奇【作者单位】大连理工大学电子信息与电气工程学部,辽宁大连116085;大连理工大学电子信息与电气工程学部,辽宁大连116085;大连理工大学电子信息与电气工程学部,辽宁大连116085【正文语种】中文【中图分类】O436.1测量介质折射率是几何光学中的重要课题,而“透明平行玻璃板折射率的测量”是目前高校普遍开设的实验,测量透明平行玻璃板折射率的实验方法有最小偏向角法[1]、全反射法[1]和干涉法[2-3]. 为拓宽折射率的测定方法,本文介绍利用几何光学原理测量透明平行玻璃板折射率及厚度的方法.1.1 玻璃板折射率的测量原理如图1所示,将一厚度为d、折射率为n的透明平行玻璃板置于空气中,1束光线SO以入射角α由空气射向平行玻璃板上表面,经反射成为光线OC,另一部分以折射角β到达玻璃板下表面,再经下表面反射获得光线BD. 由几何光学知识可知光线反射光线OC和BD是平行的,设这2条平行光的间距为L,下面推导玻璃板折射率n的表达式.根据折射定律得折射角为由图1中几何关系易得,OC和BD两平行光的间距L为当入射光先后2次分别以入射角α1和α2入射,由式(2)可得到经玻璃板上下两表面反射获得的两平行光的间距分别为将式(3)~(4)相除,并整理得其中K=. 利用反三角函数定义,化简式(5)得由式(6)解得玻璃板折射率为,式中K0=. 式(7)即为测玻璃板折射率的实验公式,只要测出先后2次到达玻璃板上表面的入射光线的入射角α1和α2及对应的经玻璃板上下两表面分别反射获得的2束平行光的间距L1和L2就可间接测出玻璃板的折射率.1.2 玻璃板厚度的测量原理由式(2)知,只要测量出入射光的入射角α、由玻璃板上下两表面分别反射获得的两平行光的间距L及玻璃板的折射率n之后,就可间接得到玻璃板的厚度为式(8)即为测量玻璃板的厚度的实验公式.2.1 玻璃板折射率与厚度的测量方法1)将光源氦氖激光器、厚度相同的2块透明平行玻璃板A和B(用2块玻璃板的目的是增大两反射光的间距L,便于测量)、USB型CCD、衰减片(为防止激光损坏CCD以及保证每次测量时CCD成像面上只形成2个光斑,在光路中加入2块互成一定角度的衰减片)各光学元件按图2所示置于光具座上,调节使之共轴等高,而且使经玻璃板A的上表面和玻璃板B的下表面反射得到的两光线与CCD成像面垂直.2)让激光先后2次从不同方向入射到玻璃板A的上表面,分别测出a,b,c,由余弦定理求出对应的入射角α1和α2.3)使用电脑对2束平行反射光在CCD成像面上形成的2个光斑图片进行灰度分析,由于出射的2条光线是平行的,这决定了光斑的间距就是它们几何中心的距离,灰度分析本质上是从亮度的分布情况来推测光斑的几何中心位置,因此在软件中将图片转换成灰度格式,可以比较明显地确定光斑的几何形状,并且是相同高度对称而具有几何中心的形状,通过补全超出CCD成像范围的光斑边缘,即可快速确定距离,由比例关系即可得出光斑间距. 实验得到的反射光在CCD成像面上形成的光斑如图3所示.由上述方法,分别测出每次得到的2个光斑几何中心间距可得两平行反射光的间距L1,L2.4)将步骤2)测得的入射角α1和α2与步骤3)测得的两平行反射光的间距L1和L2,代入式(7)可得玻璃板的折射率n.5)将测得的入射角α及两平行反射光的间距L、折射率n代入式(8),即可得到2块玻璃板的总厚度.2.2 测量举例取2块厚度相同的透明平行玻璃板放置在光路中,测得的数据如表1所示.选取表中2组α和L代入式(7),可求得折射率n,求平均后得将折射率和表1中每次测得的入射角α及L代入式(8),可得2块玻璃板的总厚度,最后求得总厚度的平均值为8.409 mm,因而1块玻璃板厚度d=4.205 mm,将该结果与螺旋测微器测得的1块玻璃板的厚度d′=4.299 mm相比,相对误差为2.19%.总之,本文所采用的实验方法具有原理简单,操作方便,非接触,易于多次测量等优点,适合在学校光学实验室推广使用.【相关文献】[1] 杨述武. 普通物理实验(三、光学部分)[M]. 3 版. 北京:高等教育出版社,2000:57-63,67-73.[2] 赵斌. 薄透明体厚度及折射率的测量[J]. 大学物理,2004,23(2):47-48.[3] 赵斌,何雄韬. 测劈尖角度及折射率的研究[J]. 大学物理,2004,23(4):28-30.。
EN 1096-2:2001建筑用玻璃------ 镀膜玻璃------第2部分A\B\S 类镀膜玻璃的技术要求及实验方法3术语和定义本欧洲标准中采用以下术语和定义3.1 退火镀膜玻璃; 对退火的玻璃基片进行镀膜的玻璃.3.2 热钢化镀膜玻璃: 必须经过热钢化,以便满足特殊光谱特性要求的镀膜玻璃.(先镀膜后钢化)3.3 镀膜热钢化玻璃: 在已经热钢化了的玻璃基片上进行镀膜的镀膜玻璃. (先钢化后镀膜)4 要求符合本标准的镀膜玻璃应该满足表1 所列的各项性能指标5 样品5.1 样品的准备5.1.1 镀膜退火玻璃每次测试需要300mm⨯300mm的玻璃一片.对于3次化学稳定性实验,实验片按图1所示切裁.耐磨试验的样品为300mm⨯300mm的玻璃片.建议多准备一片样品,以便发现缺陷时替代.图1中的单位:mm注:1为测试片;2为外观检验时的参照片;3为光谱性能测试时的参考片.图1样品切裁平面图5.1.2热钢化镀膜玻璃由于玻璃片不能直接从参考试片切裁,应采用附录A规定的特殊方法.5.1.3 镀膜热钢化玻璃利用镀膜的退火玻璃样品进行测试.5.2存放测试样品应存放于温度(23±5)o C,相对湿度小于80%的房间内.防止粉尘、化学物质、表面结露与样品表面发生化学反应。
存放期超过3个月的样品,不应该再用于测试。
5.3 贴标应该在测试样品的未镀膜一侧贴上具有下列信息的标签:生产厂家、样品编号(1~4)、测试方法。
两面镀膜的玻璃在贴标签时应注意不要损坏膜层。
对两个参考测试样品,应注明“参考”字样。
6 出厂检验6.1 样品的准备所有待检样品都应用去离子水和软布擦拭并以软布擦干。
必要时可重复擦拭。
6.2外观检验在EN 1096-1规定的人造环境下对试样进行外观检验,检验应该既从透射光方向又从反射光方向进行。
检验时观察者距离试样的距离为600mm,所有被检试样都应该无缺陷,无划伤或针孔,若发现缺陷,则应予以更换。
玻璃板镀膜实验报告单实验目的:本实验旨在通过给玻璃板进行镀膜,探究不同材料的镀膜对玻璃板性能的影响,并对比各种镀膜材料的效果。
实验器材:1. 玻璃板2. 镀膜材料(例如二氧化硅、二氧化钛等)3. 镀膜设备4. 电源5. 量角器6. 光谱仪实验步骤:1. 准备工作:a. 清洗玻璃板:将玻璃板用温水洗净,并使用纯净水彻底冲洗干净,保证表面无油渍和杂质。
2. 实验操作:a. 镀膜材料制备:根据实验要求选择镀膜材料,并按照说明书或教师指导进行配制。
将镀膜材料倒入镀膜设备中,确保设备的封闭程度。
b. 镀膜过程:将准备好的玻璃板放入镀膜设备中并关闭设备。
将电源接通,按照设备说明进行镀膜处理,控制好镀膜时间和温度。
c. 镀膜结束后,取出玻璃板。
3. 测量与观察:a. 使用量角器测量不同角度的光的入射和反射角度。
b. 使用光谱仪分析不同镀膜材料的光谱特性。
c. 对比不同镀膜材料的效果,例如透过率、反射率等。
实验结果与讨论:通过实验操作和测量,我们得到了不同材料镀膜的玻璃板的光学性能数据,并进行了对比分析。
根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 不同镀膜材料会对玻璃板的透明度、反射度和折射率产生不同的影响。
2. 镀膜后的玻璃板能够在一定程度上改变光的入射和反射特性。
3. 镀膜材料的选择和处理条件的控制对于获得理想的镀膜效果非常重要。
结论:通过本次实验,我们成功地对玻璃板进行了镀膜,并且通过测量和分析得出了不同材料的镀膜对其光学性能的影响。
这对于理解镀膜技术的基本原理和应用有重要的意义。
同时,也为进一步研究和应用镀膜技术提供了基础。
参考文献:(列出实验中参考的文献)。
利用等厚干涉实验原理设计一种测量纸厚度实验方案利用等厚干涉实验原理,我们可以设计一种简单的测量纸厚度的实验方案。
具体步骤如下:
1. 准备材料:激光器、半透镜、分束器、平面玻璃板、待测纸张。
2. 将激光器发出的光线通过半透镜聚焦,使其成为一束平行光。
3. 将这束平行光通过分束器,使其被分成两束平行光,其中一束光通过分束器直接射到平面玻璃板上,形成一条明亮的参考线;另一束光射到待测纸张上,经过反射后再次射到平面玻璃板上,形成一条干涉条纹。
4. 调整待测纸张的位置,直到干涉条纹的亮暗交替达到最小值,这时候待测纸张与平面玻璃板之间的距离就是纸张的厚度。
5. 根据等厚干涉实验原理,干涉条纹的周期与波长和待测物体与参考物体间的距离有关,因此可以通过测量干涉条纹的周期来计算出纸张的厚度。
总之,利用等厚干涉实验原理可以很好地测量纸张的厚度,这种方法简单易行,具有很高的精确度。
利用牛顿环法进行薄膜厚度测量的实验步骤摘要:本实验旨在通过利用牛顿环法,测量一块薄膜的厚度。
实验中,利用薄膜与平台之间的干涉现象,通过观察干涉图案的变化来推断薄膜的厚度。
本文将详细介绍利用牛顿环法测量薄膜厚度的实验步骤及注意事项。
1. 实验材料和仪器- 一块带有薄膜的透明玻璃片- 光源(例如白光LED灯)- 平台(例如平坦的黑色支撑物)- 毛刷或者吹气筒(用于清洁玻璃片表面)2. 实验准备- 清洁玻璃片表面,确保玻璃片无灰尘、指纹等杂质。
- 将玻璃片放置在平台上,调整平台的高度,使得玻璃片与平台之间保持恒定的距离。
3. 实验操作步骤(步骤一:创建初始起始点)- 打开光源,确保光线均匀照射在玻璃片上。
- 调整观察位置,使得视线与玻璃片表面垂直,并处于较佳的观察角度。
- 观察玻璃片上的干涉图案,找到一个清晰且亮度适中的牛顿环。
(步骤二:调整环的样貌)- 用毛刷或吹气筒轻轻清理玻璃片表面,以去除可能影响干涉图案的污垢。
- 调整平台的高度,使得观察到的牛顿环形状发生变化,例如由圆形变为椭圆形或相反。
- 根据牛顿环的变化情况,调整平台的高度,直到出现一个最接近完全平的牛顿环。
(步骤三:测量厚度)- 利用显微镜或其他合适的仪器,测量平台的高度差Δh,记录下来。
- 根据下式计算薄膜的厚度t:t = λ(n-0.5) / [2N(λ-Δh)]其中,λ是光的波长(单位为nm),n是光在玻璃中的折射率,Δh是平台高度差,N是牛顿环次序。
(步骤四:重复测量)- 为了提高测量的精度,可重复进行多次测量并取平均值。
4. 注意事项- 在操作过程中避免触碰玻璃片表面,以免留下指纹或者损坏薄膜。
- 确保光源的稳定性和均匀性,避免光线强度变化对实验结果的干扰。
- 在调整平台高度时,应注意平台的稳定性,确保调整的准确性和稳定性。
- 在观察牛顿环时,应尽量减少周围环境的干扰,例如避免有振动的源或强光干扰。
总结:通过本实验中使用的牛顿环法,可以较为准确地测量薄膜的厚度。
材料物理实验报告实验时间年月日[实验名称]用薄膜测厚仪测量薄膜厚度及折射率[实验目的]1、了解测量薄膜厚度及折射率的方法,熟悉测厚仪工作的基本原理。
2、通过本实验了解薄膜表面反射光和薄膜与基底界面的反射光相干形成反射谱原理。
3、借助光学常数,对薄膜材料的光学性能进行分析。
[实验仪器]测厚仪、已制备好薄膜数片、参考反射板(硅片)[实验原理]SGC-10薄膜测厚仪,适用于介质,半导体,薄金属,薄膜滤波器和液晶等薄膜和涂层的厚度测量。
该薄膜测厚仪采用new-span 公司先进的薄膜测厚技术,基于白光干涉的原理来测定薄膜的厚度和光学常数(折射率n ,消光系数k )。
它通过分析薄膜表面的反射光和薄膜与基底界面的反射光相干形成的反射谱,用相应的软件来拟合运算,得到单层或多层膜系各层的厚度d ,折射率n ,消光系数k 。
在一光学材料上镀各向同性的单层介质膜后,光线的反射和折射在一般情况下会同时存在的。
通常,设介质层为n1、n2、n3,φ1为入射角,那么在1、2介质交界面和2、3介质交界面会产生反射光和折射光的多光束干涉,如图(1-1)图(1-1)这里我们用2δ表示相邻两分波的相位差,其中δ=2πdn2cos φ2/λ,用r1p 、r1s 表示光线的p 分量、s 分量在界面1、2间的反射系数,用r2p 、r2s 表示光线的p 分、s 分量在界面2、3间的反射系数。
由多光束干涉的复振幅计算可知:姓名:范丽晶班级:应用物理071其中Eip和Eis分别代表入射光波电矢量的p 分量和s分量,Erp和Ers分别代表反射光波电矢量的p分量和s分量。
现将上述Eip、Eis、Erp、Ers四个量写成一个量G,即:我们定义G为反射系数比,它应为一个复数,可用tgψ和Δ表示它的模和幅角。
上述公式的过程量转换可由菲涅耳公式和折射公式给出:G是变量n1、n2、n3、d、λ、φ1的函数(φ2、φ3可用φ1表示),即ψ=tg-1f,Δ=arg|f|,称ψ和Δ为椭偏参数,上述复数方程表示两个等式方程:[tgψeiΔ]的实数部分=的实数部分[tgψeiΔ]的虚数部分=的虚数部分若能从实验测出ψ和Δ的话,原则上可以解出n2和d(n1、n3、λ、φ1已知),根据公式(4)~(9),推导出ψ和Δ与r1p、r1s、r2p、r2s、和δ的关系:由上式经计算机运算,可制作数表或计算程序。