共光程全反射外差干涉術之研究與應用

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姓名

曾恆正(Heng-Cheng Tseng) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

共光程全反射外差干涉術之研究與應用
(Research of using Common-Path Multi Total Internal Reflectance technique with Heterodyne Interferometry)

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摘要(中)

雷射干涉術已經發展成一項重要的量測工具，從微小角度、微小位移、絕對距離、表面輪廓、到生化上的光學活性等，皆廣泛地使用雷射干涉技術。在各種的干涉術中，外差干涉術是一種極為重要且廣泛使用的技術。它具有快速反應、易與其它技術結合及量測精確度高的優點。在本論文中，我們將對外差干涉術的基本原理、電光晶體的移頻方式、全反射臨界角基本原理與外差干涉儀的基本架構做說明。最後，並使用外差干涉術量折射率時所產生誤差來源做討論與分析。
本文提出一個以共光程多次全反射外差干涉術，組成一個具有高解析度之折射率量測系統，可應用於如一般均勻液體濃度、藥劑性質、生物醫學…..等方面的量測，其折射率解析度可以到達。

摘要(英)

Interferomtry of laser has develop to be a important measurement application which is applied widely, such as small angle, small displacement, absolute distance, surface roughnessm,optical avtivity in biochemical domain etc. In kind of interferometers, heterodyne with the advantages of reacting quickly, combining with the other techniques easily, high sensitivity, is one of the important technique and also applied wide.
In this paper, a method of measurement about Common Optical Path Multi Total Internal Reflect with Heterodyne Interferometry which compose a index measurement system of high sensitivity is announced. This system could be applied on measurement of common concentration of solution, medicine, biomedicine etc. It’s predicted the measured resolution of index could achieve the scale of .

關鍵字(中)

★ 折射率
★ 全反射
★ 外差干涉

關鍵字(英)

★ index
★ total internal reflect
★ heterodyne interferometry

論文目次

目錄
中文摘要--------------------------------------------------------------------------Ⅰ
英文摘要--------------------------------------------------------------------------Ⅱ
致謝--------------------------------------------------------------------------------Ⅲ
目錄--------------------------------------------------------------------------------Ⅳ
圖目錄---------------------------------------------------------------------------VⅡ
第一章緒論
1.1 研究目的與文獻回顧-------------------------------------------------------1
1.2 論文架構----------------------------------------------------------------------3
第二章光學之基本原理
2.1 前言----------------------------------------------------------------------------4
2.2 偏極光的表示法-------------------------------------------------------------4
2.2.1 線偏極光（linear polarization light）-------------------------------5
2.2.2 圓偏極光（circular polarization light）-----------------------------7
2.2.3 橢圓偏極光（elliptical polarization light）------------------------8
2.3 Fresnel’s Equations-----------------------------------------------------------9
2.4 全反射臨界角的簡介及原理 --------------------------------------------11
2.5 外差干涉原理---------------------------------------------------------------14
2.6 外差光源種類---------------------------------------------------------------15
2.6.1 聲光調變器AOM（Acousto-Optic Modulator）-----------------16
2.6.2 電光調變器EOM（Electro-optic modulator）--------------------18
2.6.3 電光調變器軸向的定位---------------------------------------------20
第三章全反射臨界角之應用
3.1前言----------------------------------------------------------------------------22
3.2全反射臨界角法位移量測原理-------------------------------------------23
3.3 以全反射臨界角法作共焦顯微鏡之研究------------------------------28
3.3.1 共焦顯微鏡的基本原理----------------------------------------------30
3.3.2 臨界角法結合共焦顯微鏡之結構----------------------------------31
第四章共光程全反射外差干涉術作折射率量測
4.1 前言---------------------------------------------------------------------------33
4.2折射率之量測----------------------------------------------------------------33
4.3 以共光程全反射外差干涉術作折射率量測之基本架構------------34
4.4 以共光程全反射外差干涉術測量相位---------------------------------35
第五章實驗模擬與結果
5.1 前言--------------------------------------------------------------------------40
5.2外差光源以不同的角度入射到三角稜鏡模擬---------------------41
5.3相對折射率n改變時之模擬----------------------------------------------42
5.4 未知空氣之折射率量測--------------------------------------------------44
5.4.1靈敏度-------------------------------------------------------------------44
5.4.2解析度-------------------------------------------------------------------45
5.4.3實際量測未之空氣之折射率----------------------------------------45
5.5不同濃度酒精之折射率量測---------------------------------------------48
第六章結論與未來展望
6.1 結論-------------------------------------------------------------------------49
6.2 未來展望-------------------------------------------------------------------49
參考文獻--------------------------------------------------------------------------51

參考文獻

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-1154, (1988).
【24】陳威宇,“以共光程外差干涉儀作微小位移之量測＂國立中央大學光電科學研究所碩士論文 (2005).

指導教授

張榮森、王信福
(Rong-Seng Chang、Shinn-Fwu Wang)

審核日期

2006-7-24

推文