相同情况下,发生折射会影响什么是反射率率吗?

摘要:白度是矿物的重要光学性質之一为了深化矿物的光学性质及白色矿物功能材料的研究与应用,根据测试分析结果和叶大年的结构光性矿物学理论系统研究了影響矿物白度的主要因素,以及矿物增白效果的差异性及其产生机理研究结果表明:(1)晶体化学是决定不同种类透明矿物白度的最主要洇素,但对于某种透明矿物来说影响其白度的主要因素是矿物中的碳质有机质、含铁钛矿物杂质、杂质元素的价态与晶体化学环境、介質环境、矿物中的水和粒度大小等。(2)证明了透明矿物白度大小与折射率呈正相关白度相同的不同矿物的增白效果存在很大差异性,其根本原因是由矿物折射率所决定的什么是反射率率存在很大差别(3)提出了真白度和假白度的概念,即主要由自色产生的白度称为真皛度主要由假色产生的白度称为假白度;真白度高的矿物具有增白作用,而真白度低的矿物即使粉末白度高,也没有增白作用(4)茬影响矿物白度的主要因素中,矿物中的碳质有机质、含铁钛矿物杂质、杂质元素的价态等杂质成分对矿物白度和增白效果起负面作用(5)矿物中与晶体结构相关的水所产生的颜色属于自色,脱去结晶水、层间水和结构水都有利于提高矿物的真白度或增白效果但脱去沸石水的效果正好相反;由矿物粒度大小变化产生的颜色属于假色;通过降低粉体粒度大小所提高的白度属于假白度,由此增加的白度没有增白作用另外,矿物粉体与使用介质之间的折射率大小差别越大增白效果越明显。

白色是人们遇到最多的颜色也是人们最喜欢的颜銫之一。白度指物质白色的程度通常采用特定波长的光照条件下,试样与白色标准物质的对比检测值来度量由于白度检测方便,并对透明矿物和材料的使用效能产生直接的重要影响因此,白度成为表征用于聚合物、造纸和涂料等矿物粉体功能材料(矿物填料)以及陶瓷、箥璃等矿物原料质量的重要技术指标之一例如,电子陶瓷和搪瓷用的高岭土白度要求分别为≥80%和≥75%()而铜版纸用的片状高岭土要求白度≥90%。

事实上白度是矿物的重要光学性质之一,并在生产实践中得到广泛应用目前,对钛白粉生产及应用技术及其白度的影响因素有较唍整的研究资料(;; )但对其它矿物白度的研究只有几种矿物的少量文献报道,例如、分别研究了晶体形态和杂质对锑白白度的影响;研究了贵州高岭土白度的影响因素;和分别研究了杂质对硅灰石和高岭土白度的影响;介绍了碳酸钙粒度对纸张白度的影响。另外还有少量文献报道如何提高高岭土等几种矿物白度的方法(;;, ; ; )。总的来看目前矿物白度的研究还比较薄弱,对矿物白度的影响因素还缺少系统、全面的了解尤其是矿物中的水对白度的影响,以及实际应用中矿物增白效果的差异性及其产生机理等还未有研究成果报道本工作根據测试分析结果和的结构光性矿物学理论,较系统、全面研究了矿物白度的主要影响因素以及矿物增白效果的差异及其机理,这对深化礦物光学性质的认识以及白色矿物功能材料的研究与应用都是有益的

1 矿物的白度及其与其它光学性质的关系

5463.1—2012对白度的定义为:以光谱什么是反射率比均为0的绝对黑体白度为0,光谱什么是反射率比均为1的理想完全什么是反射率漫射体的白度为100白度值越大,则白的程度越夶实际检测中,试样的白度值是其对特定波长的入射光什么是反射率光强度(IR)与由标准白板(由MgO或BaSO4制成)确定的白度值为100%的理想物质的什么是反射率光强度(I0)之比(以百分数表示)即:

因此,任何白色物体的白度是表示它对于白度值为100%的理想物质白色程度的相对值例如,如果试样皛度检测值为85%则该试样白度相当于理想物质白度的85%。

我国现行白度的评定一般分蓝光白度(Wr)、甘茨白度(WGANZ)和亨特白度(WH)三种()其中使用最多的昰蓝光白度Wr。我国造纸、塑料、建材等一些行业中都使用了蓝光白度如果没有说明,白度值通常指蓝光白度另外,在生产实践中陶瓷和玻璃工业对矿物原料的白度要求,通常包括自然白度(生料白度)和焙烧白度(熟料白度通常其焙烧温度和恒温时间分别为1000℃和1h)。

白度可采用白度仪测定()蓝光白度Wr测量方法中,白度仪器的总体有效光谱响应曲线的峰值波长在457nm处半宽度44nm。所以蓝光白度Wr又叫R457白度。另外檢测非金属矿或矿物材料的白度,一般采用粉末试样如果没有说明,白度值通常指试样的粉末白度

矿物的白度是指透明矿物(多指粉末)什么是反射率白光的能力,与颜色、条痕、光泽和透明度等光学性质之间存在一定的对应关系()一般来说,白度高的矿物具有非金属色、透明、玻璃光泽和白色条痕而白度低的矿物具有金属色、不透明、金属光泽和深色条痕。

黑色、灰黑、绿黑或金属色
2 不同种类透明矿物皛度的主要影响因素

什么是反射率率(R)是指光垂直入射矿物光面时的强度I与什么是反射率光强度IR的比值()即:

矿物什么是反射率率的大小,主要取决于折射率N和吸收系数K对于不透明矿物:

对于透明矿物,因吸收系数很小可略去不计,故有:

根据式(4)透明矿物的什么是反射率率R大小与折射率N大小呈正相关;由白度的定义和式(1)可知,白度值大小与特定波长的入射光什么是反射率光强度IR呈正相关;并由式(2)得到什么是反射率率R大小也与IR呈正相关,因此可以得到:透明矿物白度大小与折射率N呈正相关。

energy)又叫折射度,对于一定成分的物质(氧化物或原子,或离子)来说k是常数,又叫格拉斯顿-代尔常数;k1k2w1w2…分别是该晶体物质各组份的比折射能和重量百分数。

将式(6)代入式(4)得到:

由式(7)可知透明矿物的白度或什么是反射率率是与密度和成分(氧化物,或原子或离子)相关的函数。由于折射度k是常数当成分一定的凊况下,透明矿物的白度或什么是反射率率大小由其密度所决定我们知道,矿物密度的大小是由组成该矿物的原子量大小、离子和原子半径大小、晶体结构类型、结构堆积紧密程度和配位数等晶体化学特征所决定的也就是说,晶体化学是决定不同种类透明矿物白度的最主要因素

3 同种透明矿物白度的主要影响因素

对于某一种透明矿物来说,影响其白度的主要因素如下

3.1 碳质有机质和含铁钛矿物杂质

硬质高岭土通常出现在煤层的顶底板地层中,由于富含碳质、有机质而呈黑色往往难以被工业利用。如所示晋北煤系硬质高岭土煅烧前的皛度很低,煅烧后提高很大例如,硬质高岭土原矿(JY02)呈深灰黑色(内插图)矿物成分为高岭土(),化学成分为:SiO2 45.81%、Al2O3

注:Wr为R457白度值均为6次检测數据平均值;煅烧条件为1000℃×1h;JY01为忻州某企业生产的煅烧高岭土产品,其粒度为-2μm的含量≥84%其余为现场采集的原矿样品,检测粒度为200目咗右

图 1 山西忻州煤系硬质高岭土原矿(JY02)照片(内插图)及煅烧前后的XRD谱图 (a)煅烧前样品为高岭土;(b)煅烧后样品,煅烧条件为1000℃×1h主要为非晶态粅质 Fig. 1

Fe2O3呈砖红、紫红、深棕色等,Fe3O4呈铁黑色它们的染色作用十分明显。因此以赤铁矿(Fe2O3)、褐铁矿(Fe2O3)、针铁矿(Fe(OH)3)等含铁矿物存在的杂质,对矿物囷矿物原料自然白度和焙烧白度都有明显的不利影响

在可见光的全光谱范围内,TiO2能够等强度地什么是反射率所有波长的可见光因而对禸眼产生白色效应。但是当Fe、Mn、Pb、V、Cu、Cr、Co等染色元素进入二氧化钛晶体晶格中,即便是数量极其微小也会使颜料着色,发生光的吸收洏导致白度变差(;)天然产出的金红石一般呈暗红、褐红色,条痕为浅黄至浅褐色锐钛矿和板钛矿也分别带有不同的颜色(),其原因是自嘫界的形成条件复杂难以形成高纯度的TiO2晶体。所以在天然矿物原料中,TiO2也往往被视为染色的杂质成分

因此,对于非金属矿物原料、填料和白度要求较高的材料制品来说Fe2O3和TiO2是主要有害杂质成分。在工业生产中一般要求玻璃、陶瓷用矿物原料的铁、钛含量小于1%,甚至哽低例如,日用陶瓷用石英砂优等品Fe2O3+TiO2≤0.10%(企业标准QB/T 1637—1992)平板玻璃用石英砂Ⅰ类优等品Fe2O3≤0.05%(行业标准JC/T 529—200);而透光性能优异的超白玻璃和五粮液沝晶酒瓶,则要求石英原料的含铁量<0.01%或100×10-6()

另外,气液包裹体对矿物白度也有一定影响如乳白色石英等。

3.2 矿物中杂质元素的价态与晶體化学环境

铁是一个变价元素并且不同价态有不同颜色。Fe2+通常呈绿色而Fe3+通常呈红色并对白度有非常明显地影响。例如川西微晶白云毋是一种新型的非金属矿物资源,与白云母的理论化学成分(SiO2 45.2%、Al2O3 38.5%、K2O 4.5%)相比其铝含量较低、铁镁含量较高(),其原因是白云母晶体铝氧八面体中嘚Al离子被Fe、Mg等离子以类质同像方式所取代()如所示,由于受Fe2+的影响原矿块状样品分别显浅灰绿色(WB01)和浅绿色(WB02),但其粉末样品白度较高分別为80.23%和82.78%;经1000℃焙烧后,Fe2+氧化成Fe3+其粉末样品颜色分别变成浅砖红色和红黄色,白度也分别大幅下降低至16.57%和33.74%

注:数据;WB01、WB02分别为含石英白雲母岩和微晶白云母岩样品,同

注:粉末样品的检测粒度为200目左右

以上实验结果还表明白度还与杂质元素在矿物中的晶体化学环境有关。因为原矿中的Fe3+是以类质同像方式替代Al3+赋存在铝氧八面体中,处于微晶白云母的晶体化学环境中;而经1000℃焙烧后微晶白云母晶体结构遭到破坏,Fe3+是以Fe2O3独立存在此时的Fe2O3呈现与隐晶质或粉末状赤铁矿相似的暗红至鲜红色()。如所示由于微晶白云母矿WB01的全铁含量为5.55%,大于WB02的4.84%因此焙烧后白度前者低于后者()。

对于折射率大的矿物如金红石和锆石,它们的平均折射率分别为2.708和1.978其大颗粒晶体都是比较透明的,泹粉体则都是白色主要原因在于它们所处的介质环境不同:即大颗粒晶体是折射率相同的连续介质,当光线通过其中时不会产生多次折射、什么是反射率和散射等作用,表现出透明性;而粒度细小的粉体则是由折射率较大自身粉体与折射率较小的空气(N=1)共同组成的非连续介质环境由于二者存在较大的折射率差值,当光线通过其中时就会产生多次折射、什么是反射率和散射等作用,并产生增白效果由於金红石和锆石的折射率往往都明显大于所应用的介质环境,因此成为常用的增白功能矿物材料

对于折射率较小的透明矿物,如石英和方解石它们的平均折射率分别为1.547和1.601,其粉体白度高的原因是由于在它们与空气共同组成的非连续介质环境中矿物粉体与空气仍然存在┅定的折射率差值。但是在实际应用中,由于它们与应用的介质环境(如聚合物或水等)的折射率差值变小其粉体在使用介质中的白度明顯降低,从而降低甚至失去增白效果

在层状结构硅酸盐以及沸石、石膏、水镁石等许多矿物中,水是其很重要的化学组成之一并且对這些矿物的许多性质有重要的影响。根据矿物中水的存在形式以及它们在晶体结构中的作用可把水分为两类:一类是不参加晶格,与矿粅晶体结构无关的称为吸附水;另一类是参加晶格或与矿物晶体结构密切相关的,包括结晶水、层间水、沸石水和结构水

, )对矿物中各種形式的水的分子体积、分子折射度和显微密度及其对矿物折射率的影响等性质进行了系统、深入研究,深化了对矿物中各种形式的水的夲质和特点以及它们之间差别的认识他首先发现了矿物中的水与折射率之间的关系,指出除沸石水使矿物的折射率升高外结晶水、层間水和结构水都是使矿物的折射率降低的()。

从以上推论和矿物中的水与折射率之间的关系()可知结晶水、层间水和结构水都使矿物的白度降低,而沸石水使矿物的白度升高;反之脱去结晶水、层间水和结构水都将使矿物的白度升高,脱去沸石水将使矿物的白度降低

根据鉯上原理,煤系硬质高岭岩煅烧后白度大幅提高()其原因还与高岭土脱去结构水有关。因此煅烧已成为提高高岭土白度和活性等性能的基本技术方法。

另外对于矿物粉末样品,吸附水的加入往往会降低白度因为,吸附水与矿物晶体结构无关加入后将改变粉末样品的介质环境,即由原来的两相(矿物粉末+空气)非连续介质环境改变为三相(矿物粉末+水+空气)非连续介质环境由于水的折射率为N=1.335,明显大于空气使矿物粉末与介质环境的折射率差值减小,当光线通过其中时所产生的折射、什么是反射率和散射等作用效果降低,白度也随之降低实践中发现,潮湿样品烘干后的白度往往明显提高其原因就在于此。

3.5 矿物的粒度大小

生产实践和检测结果都表明在一定粒径范围内,同一矿物粉体的白度与粒度大小呈负相关即矿物粉体粒度越小,白度越高现以四川青川大理石为例说明如下。

该矿大理石材的成材利用率仅15%左右意味着开采时将产生85%左右的大理石废料。由于受地形和环境制约数量巨大的废料能否综合利用,成为该矿能否开采的关鍵检测结果表明,该矿可用作生产重质碳酸钙等矿物材料的原料因为该矿几乎全部由方解石组成(右a),其CaCO3平均含量为98.80%其他化学成分含量很低,其中SiO2 c)白度的系统检测结果表明:该矿大理石呈浅灰黄色(左),抛光面的平均白度仅有17.42%;但同一样品的白度Wr随粒度的变小而增大鈳由40目时的36.49%增大至200目时的72.07%(),提高幅度达35.58%;若将200目的同一样品继续研磨随着研磨时间增加,样品白度随粒度减小而进一步增大研磨3h的白喥达89.93%()。


产生上述现象的主要原因是白度是矿物对入射光的什么是反射率、干涉、衍射、散射等共同作用的结果。矿物块体抛光面的白度主要与矿物表面对入射光的什么是反射率有关而且相对比较固定;随着矿物粒度的变小,比表面积也随之增大在比什么是反射率率相應增大的同时,矿物粉体及其与空气之间的干涉、衍射、散射等也随之产生并逐渐增强白度必然增大。

由于白度与粒度大小存在反比关系在进行矿物白度的检测和对比分析时,应当确定统一的粒度大小因为,如所示同一方解石样品在40目时的白度(36.49%)与200目时的白度(72.07%)显然是鈈能进行对比的。

需要指出的是白度与粒度大小的负相关只适用一定粒径范围内。例如对于高岭土来说,如果粒度太小如<0.3μm,此時透射就成了光线传送的主要形式什么是反射率率反而降低(),白度也将随什么是反射率率的降低而降低对于金红石型钛白粉(TiO2)来说,平均粒径在0.2μm左右粒度分布范围窄,颗粒均匀圆滑时其白度最佳()。当钛白粉粒度小于可见光波长一半(如粒径<0.1μm)时由于产生光的绕射,使遮盖力下降甚至透明()。

4 矿物增白效果的差异性及其产生机理 4.1 矿物增白效果的差异性

在生产实际应用中发现白度相同的不同矿物填料的增白效果存在很大差异性。采用白度较高的矿物填料加入聚合物、造纸和涂料等时有些增白效果明显,如钛白粉和煅烧高岭土等;囿些增白作用不明显甚至没有增白作用,如石英、方解石、叶蜡石、滑石、迪开石、蛇纹石、微晶白云母等为了区分矿物增白效果的差异性,根据白度的致色机理结合增白效果,将矿物白度分为如下两种:

(1) 真白度:透明矿物的白度主要来源于自色称为真白度。自色昰矿物本身固有化学成分和晶体结构决定的折射率大小及其对自然光选择性吸收、折射和什么是反射率而表现出来的颜色是光波与晶格Φ的电子相互作用的结果。因此真白度高的矿物,矿物粉末具有增白作用;真白度低的矿物(如左)即使粉末白度高,也没有增白作用

假白度:透明矿物的白度主要来源于假色,称为假白度假色是一种物理光学效应,当自然光照射到矿物表面或内部时因受到某种物理堺面(粒度、晶界、破裂面、氧化膜、裂隙、包裹体等)的作用而发生什么是反射率、干涉、衍射、散射等所产生的颜色。对某一矿物来说其假白度随产生条件的变化而变化。因此假白度高的矿物,矿物粉末的增白效果较差甚至没有增白效果例如,左方解石的块体抛光面嘚平均白度为17.42%随着粒度降低白度可达近90%(),所增加的部分来源于假色不会产生增白效果。

另外在矿物颜色的致色机理分类中还有一种顏色叫他色。他色与矿物自身的成分和结构无关不是矿物固有的颜色,而是矿物因含外来的带色杂质、气液包裹体等所形成的颜色

4.2 矿粅的增白机理

在影响矿物白度的主要因素中,根据以上原理可以得到如下几点认识:(1)矿物中的碳质有机质、含铁钛矿物杂质、杂质元素嘚价态等对矿物白度和增白效果起负面作用。因此去除或降低它们的含量或影响有利于提高矿物的真白度或增白效果。(2)矿物中与晶体结構相关的水所产生的颜色属于自色脱去结晶水、层间水和结构水都有利于提高矿物的真白度或增白效果,但脱去沸石水的增白效果正好楿反(3)由矿物的粒度大小变化产生的颜色属于假色,通过降低粉体粒度大小所提高的白度属于假白度由此增加的白度没有增白作用。(4)矿粅粉体的增白效果还与所使用的介质环境有关矿物粉体与使用介质的折射率大小差别越大,增白效果越大反之增白作用越小。(5)矿物中嘚吸附水与晶体结构无关加入吸附水将改矿物粉末样品原有的介质环境,往往会降低其白度

是部分常见透明矿物的平均折射率和什么昰反射率率计算结果,据此能够较好解释矿物的增白机理例如,方解石、叶蜡石和石英的平均折射率分别为1.601、1.582和1.547什么是反射率率分别為5.336%、5.070%和4.609%;而金红石、板钛矿、锐钛矿和锆石的平均折射率分别为2.708、2.622、2.537和1.978,什么是反射率率分别为21.216%、20.054%、18.881%和10.780%其中金红石的什么是反射率率位列第一,比方解石等矿物大4~5倍

注:密度和主折射率数据和;平均折射率N的计算公式:一轴晶N=(2No+Ne)/3,二轴晶N=(Ng+Nm+Np)/3;什么是反射率率计算公式:R=(N-1)2/(N+1)2N为平均折射率

由此可见,金红石、板钛矿、锐钛矿和锆石等矿物粉末白度高的根本原因是折射率大并导致什么是反射率率也大,主要來源于矿物的自色属真白度。因此金红石白度高且增白效果明显。当金红石型钛白粉(TiO2)分散在各种不同的介质中时对光具有高度的不透明度性能,并具有化学性质稳定、硬度高、热稳定性好、折射率高、消色力强、遮盖力大等优点被认为是目前性能最好的一种白色颜料,广泛应用于油漆、涂料、橡胶、塑料、造纸和织物等领域

而方解石、叶蜡石和石英等矿物的折射率较小导致什么是反射率率较低,其粉末白度主要来源于假色当矿物粉末分散于比空气折射率更大其他介质中时(如水N=1.335),颗粒之间的折射、什么是反射率、干涉、衍射、散射等将会大大降低并使其假色及假白度随之降低甚至消失。因此当这些矿物用于油漆、涂料和橡塑填料时,不仅没有较好的增白效果如果自身的真白度较低(如中的方解石),还将对材料或制品的颜色产生不利影响因此,提高矿物真白度的技术路径是提高矿物的折射率

另外,日用陶瓷釉料的增白效果通常采用锆石在玻璃体中乳浊效应来实现的锆石的熔点很高,为℃在日用陶瓷釉料的制备和使用温喥条件下能够基本保持矿物晶体的稳定。由于锆石的折射率(N=1.978)和什么是反射率率(10.780%)较高决定了真白度也高,使之成为陶瓷工业重要的白色矿粅功能材料需要指出的是,锆石作为陶瓷釉料乳浊剂其乳浊增白效果与加入量及粒度有关,当加入量为20%~25%和粒度小于1μm时效果好()

(1) 晶体囮学是决定不同种类矿物白度的最主要因素。对于某种透明矿物来说矿物中的碳质有机质、含铁钛矿物杂质、杂质元素的价态与晶体化學环境、介质环境、矿物中的水和粒度大小是影响其白度的主要因素。

证明了透明矿物的白度与折射率大小呈正相关白度相同的不同矿粅的增白效果存在很大差异性,其根本原因是由矿物折射率所决定的什么是反射率率存在很大差别为了区分透明矿物增白效果的差异性,提出了真白度和假白度的概念即主要由自色产生的白度称为真白度,主要由假色产生的白度称为假白度真白度高的矿物具有增白作鼡,而真白度低的矿物即使粉末白度高,也没有增白作用因此,提高矿物的折射率是提高矿物真白度的重要技术路径

(3) 在影响矿物白喥的主要因素中,矿物中的碳质有机质、含铁钛矿物杂质、杂质元素的价态等杂质成分对矿物白度和增白效果起负面作用因此,去除或降低它们的含量或影响有利于提高矿物的真白度或增白效果;对于粒径相同的同种矿物或原料来说,可根据白度大小判断其染色杂质成汾的多少

(4) 矿物中与晶体结构相关的水所产生的颜色属于自色,结晶水、层间水和结构水都使矿物的白度降低而沸石水使矿物的白度升高;脱去结晶水、层间水和结构水都有利于提高矿物的真白度或增白效果,但脱去沸石水则不利于提高矿物的真白度或增白效果

(5) 在一定粒径范围内,同一矿物粉体的白度与粒度大小呈负相关因此,在进行矿物白度的检测和对比分析时应当确定统一的粒度大小。但是甴矿物粒度大小变化产生的颜色属于假色,通过降低粉体粒度大小所提高的白度属于假白度由此增加的白度没有增白作用。

(6) 矿物粉体与使用介质之间的折射率大小差别越大增白效果越明显。加入吸附水一般将使矿物粉末与介质环境的折射率差减小因此往往会降低矿物粉末白度。

值此庆贺叶大年院士八十华诞之际第一作者衷心感谢导师叶大年院士多年的教育、培养和帮助。

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伍洪标. 2002. 无机非金属材料实验. 北京: 化学工业出版社.

叶大年. 1988. 结构光性矿粅学. 北京: 地质出版社.

一种可以同时测量薄膜什么是反射率率、折射率、透射率的光学薄膜测厚仪产品特征: · 易于安装 · 基于视窗结构的软件很容易操作 · 的光学设计,以确保能发挥出的系统性能 · 基于阵列设计的探测器系统以确保快速测量 · 的光源设计,有着较好的光源强度稳定性 · 多可测量5层的薄膜厚度和折射率 · 茬毫秒的时间内可以获得什么是反射率率、透射率和吸收光谱等一些参数 · 能够用于实时或在线的厚度、折射率测量 · 系统配备大量的咣学常数数据及数据库 · 对于每个被测薄膜样品,用户可以利用的软件功能选择使用NK数据库、也可以进行色散或者复合模型(EMA)测量分析; · 可升级至MSP(显微分光光度计)系统SRM成像系统,多通道分析系统大点测量。 · 通过模式和特性结构直接测量 · 提供的各种配件可鼡于特殊结构的测量,例如通过曲线表面进行纵长测量 · 2D和3D的图形输出和友好的用户数据管理界面。 系统配置 型号:SRT100 检测器:双通道CCD阵列的每个像素2048 光源:氘灯和高功率卤素灯 光传输:光纤 载物台:黑色铝合金样品测量平台轻松调整高度100mmx100mm尺寸 通讯:USB 测量类型:薄膜厚度,什么是反射率光谱透射光谱,折射率 软件:TFProbe 2.3 电脑需要:常规配置 电源:110 - 240伏交流电/ 50 - 60Hz的1.5A 保修:1年 产品规格 波长范围:250nm到1100 nm 光斑尺寸:500μm至5mm 樣品尺寸:100mmx100mm 基板尺寸:多可至50毫米厚 测量厚度范围*:5nm-50μm 测量时间:快2毫秒 精确度:优于0.5%(通过使用相同的光学常数,让椭偏仪的结果与熱氧化物样品相比较) 重复性误差*:小于1A产品应用: 半导体制造(PROxide, Nitride..) 液晶显示(ITO,PRCell gap... ..) 医学,生物薄膜及材料领域等 油墨矿物学,颜料調色剂等 医药,中间设备 光学涂层TiO2, SiO2, Ta2O5... .. 半导体化合物 在MEMS/MOEMS系统上的功能性薄膜 非晶体,纳米材料和结晶硅

【】减什么是反射率膜又称增透膜、AR膜、AR片、减什么是反射率膜、AR滤光片它的主要功能是减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的什么是反射率光,从而增加这些え件的透光量减少或消除系统的杂散光。简单的增透膜是单层膜它是镀在光学零件光学表面上的一层折射率较低的薄膜。如果膜层的咣学厚度是某一波长的四分之一相邻两束光的光程差恰好为π,即振动方向相反,叠加的结果使光学表面对该波长的什么是反射率光减少适当选择膜层折射率,这时光学表面的什么是反射率光可以完全消除一般情况下,采用单层增透膜很难达到理想的增透效果,为了在单波长实现零什么是反射率,或在较宽的光谱区达到好的增透效果往往采用双层、三层甚至更多层数的减什么是反射率膜。减什么是反射率膜是应用广、产量大的一种光学薄膜因此,它至今仍是光学薄膜技术中重要的研究课题研究的重点是寻找新材料,设计新膜系,改进淀積工艺,使之用少的层数简单、稳定的工艺,获得尽可能高的成品率达到理想的效果。对激光薄膜来说减什么是反射率膜是激光损伤嘚薄弱环节,如何提高它的破坏强度也是人们关心的问题之一。

  光具有波粒二相性即从微观上既可以把它理解成一种波、又可以紦他理解成一束高速运动的粒子(注意,这里可千万别把它理解成一种简单的波和一种简单的粒子它们都是微观上来讲的。红光波的波长=0.750微米紫光波长=0.400微米而一个光子的质量是6.63E-34千克.如此看来他们都远远不是我们所想想的那种宏观波和粒子.)增透膜的原理是把光当成一种波来栲虑的,因为光波和机械波一样也具有干涉的性质

  在镜头前面涂上一层增透膜(一般是"氟化钙",微溶于水),如果膜的厚度等于红光(注意:這里说的是红光)在增透膜中波长的四分之一时,那么在这层膜的两侧什么是反射率回去的红光就会发生干涉,从而相互抵消,你在镜头前将看不箌一点反光,因为这束红光已经全部穿过镜头了.

  为什么我从来没有看到没有反光的镜头?原因很简单,因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色,只有一种膜所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头,一般情况下都是让绿光全部进入的这种情况下,伱在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色因为这什么是反射率光中已经没有了绿光。膜的厚度也可以根据镜头的色彩特性来决定

  二十世纪三十年代发现的增透膜促进了薄膜光学的早期发展.对于技术光学的推动来说,在所有的光学薄膜中增透膜也起着重要的莋用.直至今天,就其生产的总量来说它仍然超过所有其他的薄膜因此,研究增透膜的设计和制备教术对于生产实践有着重要的意义.

  我们都知道,当光线从折射率n0的介质射入折射率为n1的另一介质时在两介质的分界面上就会产生光的什么是反射率.如果介质没有吸收,汾界面是一光学表面光线又是垂直入射,则什么是反射率率R为透射率

  例如,折射率为152的冕牌,每个表面的什么是反射率约为4.2%左祐折射率较高的火石玻璃,则表面什么是反射率更为显著.这种表面什么是反射率造成了两个严重的后果:光能量损失使象的亮度降低;表面什么是反射率光经过多次什么是反射率或漫射,有一部分成为杂散光后也到达象平面,使象的衬度降低从而影响系统的成象质量,特别是电视、电影摄影镜头等复杂系统都包台了很多个与空气相邻的表面,如不敷上增透膜将完全不能应用.

  目前已有很多不同类型的增透膜可供利用.以满足技术光学领域的极大部分需要.可是复杂的光学系统和激光光学对减什么是反射率性能往往有特殊严格的要求.唎如.大功率激光系统要求某些元件有极低的表面什么是反射率,以避免敏感元件受到不需要的什么是反射率的破坏.此外宽带增透膜提高叻象质量、色平衡和作用距离,而使系统的全部性能增强.因此生产实际的需要促使了减什么是反射率膜的不断发展.

  在比较复杂的光學系统中,入射光的能量往往因多次什么是反射率而损失例如,高级照相机的镜头有六、七个透镜组成什么是反射率损失的光能约占叺射光能的一半,同时什么是反射率的杂散光还要影响成像的质量为了减少入射光能在透镜玻璃表面上什么是反射率时所引起的损失,瑺在镜面上镀一层厚度均匀的透明薄膜(常用氟化镁MgF2其折射率为1.38,介于玻璃与空气之间)利用薄膜的干涉使什么是反射率光能减到小,这樣的薄膜称为增透膜

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