子被放到一束电磁波(光)中,那么电子就会跟随电磁场做规则震荡运动,电子本身的能量不变。但是如果金属中的电子被电磁波(光)照射,电子在做震荡运动的时候还会与周围的原子或离子发生碰撞,每碰撞一次,电子就会得到更多的能量,电子的运动方向也会发生改变。三、金属与绝缘体实验实验通过偏振光照明,使用偏振相机来观察测试金属和绝缘体(纸面)的反射光特性。1、在金属表面上使用偏振相机观察测试样板图同时也更换了其它表面粗糙程度不同的金属,测试了其它入射角度和反射角度,以及其它偏振角度,得到结论反射光和入射光的偏振角度基本一致。这是因为s和p偏振分量的反射率较高,入射光的偏振方向中s和p分量都被反射。2、纸面同时也 ...
,并向外辐射电磁波,该过程是一个二阶非线性过程如图2。由于激发激光脉冲是飞秒脉冲,这个电极化场发射的电磁波便处在太赫兹频段,且发射的太赫兹电场强度正比于该交变电场对时间的二阶倒数: 上式中P代表电极化强度,“0”代表零频率, 代表二阶非线性介质的二阶非线性极化率,I表示入射激光脉冲的光强。光学整流法的关键在于要满足一个非常重要的相位匹配条件,满足相位匹配需要激光脉冲的群速度与太赫兹波的相速度相等。材料的击穿阈值、非线性系数都对产生的太赫兹辐射有影响,但一般条件下它的击穿阈值要远比光电导开关的击穿阈值要高。多见的光学晶体包括LiNbO3、GaSe、ZnTe、InP、InTe、DAST ...
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 ...
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 ...
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 ...
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 ...
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 ...
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 ...
红外吸收光谱电磁波谱2 ~ 25µm光谱范围对应的MIR区域与分子振动能重合。当MIR光通过样品时,分子间键通过吸收与基态和激发态之差相同的能量而被激发到更高的振动态。这使得在该区域使用指纹吸收光谱检测未知分析物以检测特定键。傅里叶变换红外光谱(FTIR)通常用于生物化学物质的分析,以确定分析信息。但是,由于MIR中吸水性强,通常不能使用长度超过10-20µm的比皿,较窄的比皿容易被真实样品堵塞。利用衰减全反射(ATR)光谱与FTIR相结合的方法克服了这一问题。然而,传统ATR元件中的离散反射次数受到严重限制,而使用光波导(本质上是更薄的ATR元件)大大增加了单位长度的有效反射次数,从而在单模 ...
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