利用布儒斯特角测定透明薄膜的折射率

本文以光波在分层媒质中的传播理论及布儒斯特角原理为基础讨论了均匀媒质薄膜的折射率测量，为均匀媒质薄膜折射率的测量提供了一种简单的方法。     

用布儒斯特角法同时测定单轴晶体的折射率和光轴方向

在理论上分析了光轴任意方向的单轴晶体的折射率．根据布儒斯特角原理,当线偏振光的电场矢量平行于入射面时,通过测出对样品三个表面的布儒斯特角,就能同时确定单轴晶体的折射率和光轴方向．并利用分光计,在光轴不确定的情况下,测定了方解石的两个主折射率和光轴方向．     

基底和膜层-基底系统的赝布儒斯特角计算(英文)

对基底和膜层-基底系统的赝布儒斯特角进行了数值计算.结果显示:当基底的消光系数小于0.01时,基底的赝布儒斯特角主要是由折射率决定;当基底的消光系数大于0.1时,基底的赝布儒斯特角不仅与折射率有关,而且还与消光系数有关,随着消光系数发生后周期性变化.研究表明:单层膜-基底系统的赝布儒斯特角主要由膜层的物理厚度、折射率、基底的光学常量所决定;在HfO2-硅和HfO2-融石英基底系统中,赝布儒斯特角随着入射光波长和膜层厚度的变化呈现准周期性规律变化,可能是由入射光在膜层的干涉效应引起的.     

布儒斯特角的测量方法

基于布儒斯特定律和马吕斯定律,利用偏振片的巧妙组合,实现了对介质布儒斯特角和折射率的精确测量.     

薄膜折射率的测定

一、实验简介在普物光学实验中,目前尚未有测量布儒斯特角的理想实验.本文介绍一种测量非吸收薄膜的布儒斯特角的方法,并由此求出该薄膜的折射率. 用平行度较好的玻璃板(如除去药膜的光谱板)作为基片,将待测的非吸收薄膜涂镀在基片的B面上(如图1),中间留一条宽约3mm不镀膜的空隙CD.     

小尺度表面粗糙度与介质吸收对介质折射率测量的影响

将介质表面的小尺度粗糙度等效为覆盖在理想光滑表面上的多层等厚折射率渐变的薄膜,并通过特征矩阵计算多层等效膜模型的P光反射率与入射角的关系.将吸收介质的折射率虚部带入菲涅尔公式进行计算.运用COMSOL Mutiphysics软件对表面粗糙度和介质吸收进行建模和仿真计算.计算结果表明,小尺度表面粗糙度与介质吸收都会导致折射率测量产生误差.分别考虑以布儒斯特角和全反角作为折射率测量的手段,为了得到优于10-5的测量准确度,测量表面粗糙介质的折射率时,采用全反角进行判定;测量具有吸收效应的介质折射率时,采用布儒斯特角进行判定.     

用偏振法测薄膜的折射率

测量薄膜的折射率有多种方法,用椭圆偏振仪测量,精度较高,但方法繁复;用布儒斯特角法测量,方法简便,但精度较低。本文介绍用偏振法来测量薄膜的折射率,其实验原理简单,使用常用仪器即可达到一定的测量精度。     

基于布儒斯特定律的分光仪测量玻璃折射率实验

光学材料折射率测量的常见方法有阿贝折射仪全反射法,分光仪最小偏向角法等.本文描述了运用布儒斯特定律在分光仪上测量折射率的新实验方法,并得到相关测量数据.     

布儒斯特角的非电量电测

利用无触点式角度电位器测量玻璃的布儒斯特角，实现角度量的电测，并准确得到玻璃的折射率．     

智能手机运用于折射率测量实验

为探究智能手机在大学物理实验中更广泛的应用,在布儒斯特角法测折射率的实验方法基础上进行改进.将手机的环境光传感器作为测量工具,智能软件作为数据记录工具,测量不同入射角度下p波的反射光强.之后通过拟合反射率曲线和菲涅尔公式的方法,得到ZF1棱镜的折射率为1.63±0.01.反射光强的误差分析得到传感器和光学实验中存在不同...     

小尺度表面粗糙度与介质吸收对介质折射率测量的影响（英文）

将介质表面的小尺度粗糙度等效为覆盖在理想光滑表面上的多层等厚折射率渐变的薄膜,并通过特征矩阵计算多层等效膜模型的P光反射率与入射角的关系.将吸收介质的折射率虚部带入菲涅尔公式进行计算.运用COMSOL Mutiphysics软件对表面粗糙度和介质吸收进行建模和仿真计算.计算结果表明,小尺度表面粗糙度与介质吸收都会导致折射率测量产生误差.分别考虑以布儒斯特角和全反角作为折射率测量的手段,为了得到优于10~(-5)的测量准确度,测量表面粗糙介质的折射率时,采用全反角进行判定;测量具有吸收效应的介质折射率时,采用布儒斯特角进行判定.     

基于改进的固体介质折射率实验装置对固液混合物进行浊度测量

在本科生普通物理实验现有设备基础上,创新性地改进了利用布儒斯特定律测量固体介质折射率的实验装置,使之成为一台测量固液混合物浊度的浊度分析仪,并将其应用于纯牛奶和橙汁的浊度检测,取得了良好的结果;本实验对大学物理创新性实验的实验设计具有启发作用。     

基于布儒斯特定律的宝石折射率的测量

折射率是天然或人造宝石均具备的特征参量,对于宝石种类和纯度的鉴定具有重要意义.本文基于大学物理实验教学中的布儒斯特定律,设计了无损测量宝石折射率的方案,并搭建了完整的测量和导向装置,实现了对待测样品折射率参量的高精度自动采集.测量结果表明：利用该装置测定和田玉、钻石样品的折射率值与理论值吻合较好.     

一种准确测定布儒斯特角的方法

一、引言在普通物理实验中,用布儒斯特法测固体折射率实验均是直接应用布儒斯特原理在分光计上进行。但这种方法的布儒斯特角测量误差很大,所得折射率的误差在5％以上。作者利用偏振光反射时的旋光效应,提出一种测量方法,可使折射率的测量误差小于0.08％。二、原理     

光波在左手材料中的菲涅尔公式和布儒斯特定律

根据Maxwell的电磁场理论,推导出单色平面光波入射到介电常量和磁导率分别为ε1、μ1和ε2、μ2的两种介质时的菲涅耳公式和反射率及透射率的普适表达形式.对于ε2<0 和,μ2<0的左手材料,普适菲涅耳公式同样适用.研究了光从右手材料入射到左手材料时反射和折射的特性,给出了反射光为全偏光时布儒斯特角应满足的条件,此条件说明,在左手材料中布儒斯特角不但与折射率有关而且与磁导率有关.     

基于椭圆偏振光谱法的玻璃表面离子束改性分析

采用阳极层线性离子源解离氮气对玻璃表面进行刻蚀处理,研究表面改性后玻璃表面的变化,并分析离化电压对表面粗糙度、折射率以及光学厚度的影响。在此基础上,基于椭圆偏振光谱仪,通过对比不同表面状态下的Δ光谱,讨论固定波长变化入射角的Δ光谱曲线特征与表面折射率、布儒斯特角、粗糙度以及光学厚度之间的关系。结果表明,刻蚀后玻璃的布儒斯特角附近的Δ光谱曲线形状发生变化,突变向高角度偏移,曲线下降斜率增大。通过建模并拟合分析发现,氮离子束轰击使玻璃表面产生光密介质层,表面折射率增大,布儒斯特角增大,粗糙度降低,且随离化电压升高,折射率不变,而光密介质层厚度增加。由原子力显微镜分析表面形貌,验证了离子束对玻璃表面的平整化作用。X射线光电子能谱结果表明离子束使玻璃表面发生选择性溅射,推断光密介质层的产生来自于离子束对玻璃表面的夯实作用。此外,推导并验证了Δ光谱曲线的特征与材料表面状态之间的普适关系,提出了基于椭圆偏振光谱仪的材料表面评估方法,即Δ曲线的突变发生角度增大说明折射率与布儒斯特角的增大;下降斜率增大说明表面粗糙度减小;曲线两端尖角增大说明光学厚度增大。反之亦然。     

磁性液体薄膜的折射率在外加磁场作用下的变化特性研究

用两块玻璃夹持一层几个μm厚的磁性液体薄膜.将这一磁性液体薄膜垂直放置于由亥姆霍兹线圈建立的均匀磁场中.在迈克尔孙干涉仪上用对比测量法测量在不同外加磁场强度作用下磁性液体薄膜的折射率.实验发现, 磁性液体薄膜的折射率随外加磁场强度的变化而变化.结合实验研究, 提出了外加磁场改变了磁性液体颗粒链的大小, 改变了磁性颗粒链的大小和入射光波波长的比值, 从而改变了磁性液体的折射率的设想.初步建立起了磁性液体薄膜的折射率和外加磁场强度之间的关联式.为磁场测量、光学阀门等新型磁光器件的开发提供了新的技术.     

电子束蒸发TiO2薄膜的光学特性

研究了不同工艺参数条件下，电子束蒸发TiO2薄膜的光学特性。在正交实验的基础上，利用离子束辅助沉积技术，获得了影响TiO2薄膜折射率的主要因素．得到了TiO2薄膜的折射率随氧气分压的关系。对离子氧和分子氧两种情况下TiO2薄膜的折射率进行了比较．得到了TiO2薄膜的折射率与沉积速度的关系，并给出了TiO2薄膜的红外吸收光谱。     

激励表面等离子共振的金属薄膜最佳厚度分析

根据电磁场在金属薄膜中的能量分布规律和金属薄膜具有复介电常数的特点,对激励表面等离子共振的金属薄膜的最佳厚度进行了探讨. 指出金属薄膜的最佳厚度与激励光波长和金属薄膜的折射率有关,建立了描述它们之间关系的数学表达式,并用实验方法进行验证. 将理论结果与他人的测量结果进行对比后发现,两者符合较好. 研究结果表明：在角度调制下的表面等离子共振传感器,为了获得更高的灵敏度,可根据激励光波长和金属薄膜折射率的虚部确定所要制备金属薄膜的最佳厚度;在波长调制下,则由中心波长和折射率的虚部确定金属薄膜的最适宜使用厚度. 关键词： 折射率 金属薄膜 全内反射 表面等离子共振     

液体薄膜遮光效应的研究

当激光束通过静态液体薄膜时,由于表面的全反射效应能够观察到液体薄膜的遮光效应.在此基础上,以白光为光源研究了液体薄膜的遮光效应.结果显示,白光光源的遮光图样非常清晰,且无激光散斑效应|遮光图样的中心是一个光强极强的亮域,该区域的外部为两个同心的环状暗场,两个暗场之间是亮场,亮暗边界十分清楚|液体薄膜遮光图样的半径大小与液体的折射率有关,液体折射率越大,遮光图样的半径越大.本文给出了液体薄膜遮光半径与液体折射率的解析关系,分析了遮光图样产生的必要与充分条件,并根据液体薄膜的遮光效应,建立了一种测量液体折射率的新方法,测量了纯净水的折射率.结果表明,该测量值与传统方法所测折射率的值相吻合且该方法具有设备简单、操作简便、重复性好、准确度高等特点.