Интерференционные полосы в пленках

Рис. 7. Схема, показывающая влияние совместного движения фотоматериала и объекта съемки на величину размытия фронта б ударной волны па движущейся пленке а — расположение интерференционных полос в камере б — расположение полос на пленке

Наибольший интерес представляют собой случаи локализации интерференционных полос на поверхности какой-либо пластинки, используемой для создания разности хода (полосы равной толщины), и локализация их в бесконечности (полосы равного наклона). Удобно начать изучение этих явлений с исследования интерференции в тонких пластинах при освещении протяженными источниками света, которую часто называют цветами тонких пластин. Все наблюдали чрезвычайно красивые цвета тонких пленок (например, пленок нефти на поверхности воды) при освещении их солнечным светом. Рассмотрим физику этих явлений, так как она окажется очень полезной для понимания более сложных процессов, происходящих в интерферометрах, интерференционных фильтрах и других оптических устройствах. [c.210]

Из формулы (25.1) для А вытекает также разъяснение геометрической конфигурации наблюдаемых интерференционных полос. Именно, из нее следует, что значения А одинаковы для всех участков пленки (в нашем случае — клина), где ее толщина 1г одинакова, если пленка освещена пучком параллельных лучей. [c.124]

Поэтому интерференционные полосы на поверхности пленки (клина) имеют равную освещенность на всех точках поверхности, соответствующих одинаковым толщинам пленки. В случае клина конфигурация интерференционных полос особенно проста. Очевидно, интерференционные полосы параллельны ребру клина, и картина будет периодической (см. рис. 6.3). В общем случае конфигурация интерференционных полос на поверхности пленки будет соответствовать геометрическим местам пленки, в которых она имеет одинаковую толщину. [c.124]

В хороших лабораторных условиях при освещении тонких пленок белым светом удается еще наблюдать интерференционные полосы 4—5-го порядка за счет избирательной спектральной чувствительности человеческого глаза. Следовательно, толщина пленок из веществ с показателем преломления около 1,3 должна составлять приблизительно 1,5—2 длины световой волны. [c.125]

Реплика помеш,ается в камеру с иммерсионной жидкостью, т. е. жидкостью с большим показателем преломления (применяемой для усиления разрешающей способности микроскопа), которая должна находиться между рассматриваемой репликой и объективом. Камеру с репликой ставят под объектив микроскопа и наблюдают в монохроматическом зеленом свете интерференционную картину. Цена интерференционной полосы зависит от показателей преломления пленки и жидкости, которые, естественно, должны быть заранее известны. Цену полосы можно изменять в достаточно широких пределах, меняя жидкость, как это следует из формулы (94), которая в данном случае приобретает вид [c.96]

Голограммы с двойной экспозицией объекта на одну и ту же пленку через некоторый промежуток времени используются для изучения изменений, произошедших с объектом за это время. При восстановлении голограммы образуется интерференционная картина в изображении тех областей, в которых за время между первой и второй экспозициями произошли какие-либо изменения. Можно получить картины, характерные как для настройки интерферометра на полосы бесконечной ширины, так и для настройки на полосы конечной ширины. В последнем случае в изменившихся областях полосы окажутся искривленными. [c.390]

Импульсные лазеры, если не приняты специальные меры, обладают меньшей пространственной и временной когерентностью, чем большинство непрерывных лазеров. В большинстве голографических микроскопов при формировании объектного и опорного пучков полезно иметь амплитудное деление волнового фронта, при условии что разностью длин путей объектного и опорного пучков от светоделителя до пленки можно будет управлять, делая ее меньше, чем длина когерентности источника света. Поскольку голограмма должна иметь максимально достижимый контраст интерференционных полос, комплексная степень когерентности должна быть максимальной в отсутствие посторонних источников шума. [c.630]

Прежде чем перейти к рассмотрению применений, остановимся на основных интерферометрических схемах. Наиболее прост для эксперимента метод двойной экспозиции. Имея лазер и мелкозернистую фотопластинку, можно дважды заснять на голограмму любую поверхность, если, конечно, она не абсолютно черная. Если в промежутке между экспозициями поверхность в отдельных местах немного деформировалась, то на восстановленном изображении в этих местах возникнут интерференционные полосы ). Преимущества этого метода в том, что он не требует совершенной оптики и точной юстировки кроме того, если экспонировать пленку в два разных момента времени, он позволит изучать как стационарные, так и нестационарные процессы. В этом методе также привлекает легкость изготовления дифференциальных интерферограмм, регистрирующих малые изменения оптического пути лучей или положения предметов сложной формы. [c.320]

Роль размера источника. Различные точки источника излучают некогерентно. Однако интерференционные картины, образуемые любой точкой источника при отражении поя одинаковым углом, идентичны друг другу и не зависят от точки поверх ности Пленки, в которой произошло отражение. Интерференционные полосы от излучения различных точек источника накладываются друг на друга без смазывания картины интерференции. Следовательно, конечность размеров источника не смазывает картину интерференции линий равного наклона и не является ограничивающим интерференцию фактором. [c.182]

Мы рассмотрели интерференционные опыты, в которых деление амплитуды световой волны ог источника происходило в результате частичного отражения на поверхностях плоскопараллельной пластинки. В случае точечного источника полосы можно наблюдать всюду, т. е. они не локализованы. Но на бесконечности или в фокальной плоскости собирающей линзы полосы наблюдаются и при протяженном источнике. Локализованные полосы при протяженном источнике можно наблюдать и в других условиях. Оказывается, что для достаточно тонкой пластинки или пленки (поверхности которой не обязательно должны быть параллельными и вообще плоскими) можно наблюдать интерференционную картину, локализованную вблизи отражающей поверхности. В белом свете интерференционные полосы окрашены. Поэтому такое явление называют цвета тонких пленок. Его легко наблюдать на мыльных пузырях, на тонких пленках масла или бензина, плавающих на поверхности воды, на пленках окислов, возникающих на поверхности металлов при закале, и т. п. [c.215]

Локализованные вблизи поверхности пленки или тонкой пластинки интерференционные полосы можно наблюдать невооруженным глазом либо с помощью лупы или сфокусированного на поверхность микроскопа. С помощью собирающей линзы интерференционную картину с поверхности пленки можно отобразить на экране (рис. 5.11, а). В самом деле, лучи, выходящие из точки Р, вновь соберутся в сопряженной точке Р (Р — изображение точки Р, создаваемое линзой). Так как оптические длины всех лучей между сопряженными точками одинаковы, интерферирующие лучи придут в точку Р с той же разностью фаз, какой они обладали в Р. Поэтому линза создает не только изображение поверхности пленки, но и системы интерференционных полос, локализованных на поверхности. [c.215]

Заметим, что в случае точечного источника интерференционные полосы при отражении от двух поверхностей пленки (не обязательно плоскопараллельной) можно наблюдать всюду, а не только на ее поверхности. Локализация полос на поверхности пленки возникает как следствие использования протяженного источника света. [c.216]

В обычной жизни человеку редко приходится наблюдать интерференционные явления. Исключение составляют цветные пленки на поверхности спокойной воды, если эта поверхность имеет какую-либо тонкую поверхностную пленку. Тогда говорят, что наблюдается интерференция в тонком слое. Этот случай мы рассмотрим позже, когда речь будет идти о видах интерференционных полос. [c.16]

Метод дифракционного контраста основан на том, что электронные лучи, дифрагированные на дефектах, не попадают в отверстие апертурной диафрагмы, тогда как прямой пучок проходит через него. Это дает изображение в светлом поле. Если же в плоскость изображения попадают только дифрагированные лучи, а прямые лучи ее не достигают (это достигается смещением апертурной диафрагмы), то такое изображение называют темнопольным. В случае метода дифракционного контраста атомные плоскости в отличие от первого метода не разрешаются и наблюдаются результаты смещения атомов, и поэтому дислокации обычно изображаются темными линиями, а дефекты укладки и границы зерен дают интерференционные полосы . Контуры включения избыточных фаз при изучении тонких пленок выявляются достаточно четко из-за изменения условий дифракции, а также из-за интерференционного эффекта и скопления дефектов на границах. [c.77]

Искривление полос, вызываемое разностью толщин (/г — h , может быть измерено. Разность хода между соседними интерференционными полосами равна длине волны в воздухе Яо- Разность хода при одном отражении вызывается удвоенным прохождением лучей внутри иммерсионной камеры с пленкой, поэтому [c.173]

Дополнительная приемная часть необходима для одновременного наблюдения интерференционных картин в белом и монохроматическом свете. Интерференционную картину можно наблюдать при помощи окуляров с увеличением 5>- и 10х, фотографировать камерой Зенит или снимать камерой АКС-2 с частотой 24 и 48 кадров в секунду с диаметром снимка на пленке 18 мм. Диаметр наблюдаемого поля Ъ0 мм. Точность измерения интерференционных полос при визуальном наблюдении 0,2 полосы, при фотографировании 0,1—0,05 полосы. [c.199]

Приборы, основанные на определении смещения или формы интерференционных полос, образованных в воздушном клине между двумя частично пропускающими зеркальными поверхностями малого размера, называют многолучевыми микроинтерферометрами. Они предназначены для измерений толщины тонких пленок, малой неплоскостности поверхностей и малых линейных перемещений. [c.152]

Для измерения параметров шероховатостей поверхностей высокой чистоты и толщин пленок микросхем, применяют многолучевые интерференционные микроскопы. Отличительной особенностью этих приборов является применение многолучевой интерференции, позволяющей повысить точность и чувствительность измерений. Так, например, многолучевой микроинтерферометр МИИ-11, выпускаемый Ленинградским ордена Ленина оптико-механическим объединением, дает возможность измерять высоту неровностей и толщину пленок от 50 до 10 А. В этом приборе многолучевая интерференция достигается применением стеклянных пластин, одна сторона которых покрыта тонкой пленкой, обладающей избирательным отражением света. При наложении такой пластины на исследуемую поверхность и освещении монохроматическим светом в зазоре между ними происходит многократное отражение лучей, достигших исследуемой поверхности. В результате этого возникает явление многолучевой интерференции, которое наблюдается в окуляре микроинтерферометра. Неровности исследуемой поверхности изгибают (деформируют) интерференционные полосы. Окулярным микрометром измеряют величину изгиба и по формуле (6.8) определяют высоту неровностей или толщину пленки. [c.132]

Во всех успешных применениях голографии в микроскопии использовался внеосевой опорный пучок с плоским волновым фронтом [10—12J. Применение такой геометрии приводит к минимальным аберрациям [15] и позволяет легко получать восстанавливающую волну, идентичную опорной, независимо от того, исследуется ли действительное или мнимое изображение. Хорошее качество голограммы достигается, если угол между опорным и объектным пучками можно выбрать таким, что пространственная частота интерференционных полос в интерференционной картине намного ниже максимума разрешаю1цей способности фотопленки (рис. 3). Для пленки с максимальной разрешающей способностью 1000 линий на миллиметр расстояние между соседними интерференционными [c.624]

Так. например, Прайс и Томас [258] в своей работе по потускнению серебряных сплавов иногда наблюдал , что сульфидная пленка на полированной серебряной поверхности не дает интерференционных цветов, даже если ее толщина для этого заведомо достаточна. Это являет собой пример прозрачной плевки на хорошо отражающей поверхности, для которой интерференционная полоса, по-видн мому, слишком узка и недостаточно глубока, чтобы дать окраску обработка поверхности серебра абрази вом перед образованием сульфидной пленки приводит к повышению контрастности и расширеншо интерференционной полосы, в результате чего пленка создает ожидаемую окраску. [c.253]

Аналогичный принцип был использован Чарлсби и Поллингом при точном определении толщины пленки на анодированном тантале (стр. 231). На танталовом аноде образуется несколько порядков ярких окрасок. При помощи спектрометра можно проследить за образованием восьми порядков интерференционных полос. Толщина пленки пропорциональна э. д. с., примененной при анодировании. Было найдено, что э. д. с., необходимые для образования интерференционных полос при какой-либо длине волны, отличаются друг от друка на постоянную величину. Следовательно, толщина пленки, при которой происходит (о + 1)-я интерференция луча с длиной-волны превышает таковую, чтобы получить л-ю интерференцию на величину, не зависящую от п. Это оказалось правильным для всех значений "к, которые изучались. Таким образом, измеряя то щину пленки и не зная заранее специфического изменения фазы, которая, как оказалось, сама изменяется с "к, определили точно зависимость между толщиной и э. д. с. (16,0 A на вольт), о чем упоминалось в главе VII [25]. [c.718]

Отсюда происходит название, приписываемое интерференцион-ны.м полосам подобных картин. Их называют интерференционными полосами равной толщины или, короче, полосами равной толщины. Нетрудно наблюдать подобную картину, если осуществить тонкую пластинку в виде мыльной пленки, натянутой на вертикально расположенный каркас под действием силы тяжести пленка принимает вид клина, и полосы равной толщины вырисовываются на поверхности пленки в виде горизонтальных прямых, слегка искаженных местными дефектами пленки. [c.124]

Следует отметить ряд особенностей применения метода голографической интерферометрии для определения остаточных напряжений, связанных с требованиями голографического эксперимента. Прежде всего необходимо создать специальные приспособления для держателей образцов и для травления пленок, исключающие жесткое смещение объекта во время экспозиции и одновременно позволяющие с требуемой точностью убирать и возвращать образцы в исходное положение в оптической схеме. Обычно прямоугольные пластинки приклеивают эпоксидным клеем к металлическим держателям, которые во время полимеризации клея задают необходимое поджатие подложки. Просушенные образцы жестко крепятся в кинематическом устройстве. Такое устройство состоит из двух дисков. Верхний диск имеет запресованные в основание три стальных шара, а нижний — три призматических прорези. Каждый шар касается прорезей в двух точках. Таким образом, верхний диск можно снимать и устанавливать обратно с точностью не менее, чем л/8 (X — длина волны источника излучения). Это дает возможность исключить появление во время перестановок интерференционных полос, характеризующих смещение объекта, а также проводить какую-либо операцию, в частности, травление пленки вне голо-графической установки. [c.117]

Если мёталл перед окислением был подвержен тщательному электрополированию, то интерференционная полоса может быть столь узкой, что не вызовет окраски. В связи с этим эффектом поглощательная способность пленки должна быть весьма низкой. [c.55]

В идеальном случае отпечатанную контактным способом реплику голограммы получают точно так же, как контактный отпечаток с обычного фотонегатива. Голограмму-оригинал прикладывают вплотную к фоточувствительной поверхности (обычно к поверхности фотопленки с достаточно высоким разреп]ением) и пропускают через нее свет экспонированная пленка обрабатывается, как если бы это была обычная голограмма. В идеальном случае не имеет значения, какой тип источника света мы применяем, лишь бы освещение было однородным, а оригинал и копия достаточно плотно прижаты друг к другу. В (негативной) копии голограммы интерференционные полосы имеют обратный контраст. Однако это обращение контраста не оказывает влияния на вид восстановленного изображения оно просто вводит в амплитудное распределение света в восстановленном изображении сдвиг фазы на 180° по отношению к опорной волне. Это изменение фазы можно обнару жить, только если изображение исследуется интерферометрически [c.409]

Среди методов интерферометрии, используемых для изучения пленок, преобладающее место занимают многолучевые методы, что связано с их высокой чувствительностью измерений и высокой разрешающей способностью. Точность методов в льшой степени определяется точностью оценки смещения полосы. При малых расстояниях между зеркалами (при низких порядках интерференции), когда интер ренционные полосы имеют малую относительную ширину (отношение полуширины полосы к расстоянию между максимумами), точность методов достаточно высока. Однако при Сравнительно больших расстояниях ( 40—50 мм) для обеспечения высокой точности измерений необходимо применять объ-ективнь(е методы регистрации положения интерференционной полосы (например, с помощью фотоэлектрических компараторов). В этом случае весьма удо о применять фотометрическую обработку интерферограмм, позволяющую достаточно просто и с высокой степенью точности получать линии равных толщин прозрачных пленок. [c.231]

Исследуемую пленку можно нанести непосредствечно на одно из зеркал, образующих интерференционную картину. Пример такой схемы приведен на рИС. UO [138]. Многолучевая интерференционная картина образована зеркальными пластинами А, В, и С. Объектив 2 фокусирует лучи на плоское зеркало /, располо-жениое нормально к оптической оси пучка, падающего не него. Пучок, OTt)a)KeHHu i i>r зеркала ), вторично проходит интерферометр А, В, С, отражается от зеркала 3 и объективом 4 проектируется на экран 5. Глаз наблюдателя, помещенный в плоскости экрана 5, будет наблюдать интерференционные полосы наложения (см. гл. II, п. 4), локализованные на поверхности зеркала В. [c.232]

Для регистрации изменения интерференционных полос, за время импульса лазера можно воспользоваться фоторегистратором. В фоторегистраторе изображение интерференционной картины развертывается на пленке. Для определения структуры линии излучения импульсного рубинового лазера в работах [27, 28] был применен электронно-оптический фоторегистратор совместно со сферическим эталоном, имеющим промежуток в 40 см и разрешение порядка 2—3 Мгц. При этом перемещение изображения по пленке осуществлялось электронно-оптическим преобразователем типа 1Р25 с линейной разверткой, основанной на изменении во времени магнитного поля. Было установлено, что частота излучения лазера меняется на протяжении импульса при изменении температуры. [c.389]

Рис. 6.9. Зависимость количества интерференционных полос от времени при нагревании кристалла 81 в плазме СР4. Зондируется участок кристалла, покрытый защитной пленкой 810г (-/, 5) открытый участок кристалла 2, 4), на котором происходит уменьшение толщины. Мощность, вкладываемая в разряд (Вт) 290 (1, 2) и 180 (3, 4)- Давление газа в реакторе 40 Па

Рис. 1. Ступенчатые смектические пленки. В отверстие в покровном стекле введено небольшое количество жидкокристаллического вещества, образующего в отверстии пленку, похожую на мыльную. На микрофотографиях, полученных в 0Траженн 0М свете видны интерференционные полосы, цвет которых зависит от толщины пленки. Верхняя фотография относится к вещестау в смектической /4-ф,азе с жидкими слоями. На. нижнем фото вещество находится в кристаллической смектической В-фазе, где имеетсяI дальний порядок, На сни ках представлен участок размером 2Х 3 мм.

Рассмотрим теперь частные случаи выявления поля дефекта. Если поле дефекта отсутствует, согласно выражению (7.13), = = соп51, т. е. поверхность магнитной жидкости будет покрыта плоскопараллельной пленкой 7 = 0. В этом случае по уравнению (7.21) о=оо, т. е. кривые равного наклона находятся в бесконечности. Если же 7=7 0 и свет падает перпендикулярно к поверхности воспроизводящей жидкости (а=0), то о=0, т. е. интерференционные полосы расположены непосредственно на поверхности воспроизводящего слоя, покрывающего магнитную жидкость. Далее из уравнения [c.227]

В случае широких полос вторая полоса может создать интерференцию на коротковолновом краю спектра еще до того, как первая полоса полностью выйдет за красный край, где в этом случае вместо серебристого промежутка в конце первого порядка цветов возникнет зеленый цвет (соответствующий возникающему всегда на краю цвет второго порядка). Это случается при наличии воздушных прослоек между отражающими поверхностями (X на рис. 87). В этом случае отражательная способность такова, что создаются широкие полосы. При исследовании окисных пленок на меди Констебл [612, 630] получал на краю первого порядка зеленоватый оттенок, возникавший из-за значительной ширины интерференционных полос однако такая окраска в окисных пленках обычно не создается. [c.255]

Следует заметить, что последовательность цветов, приведенная в табл. 16 для пленок на некоторых металлах, несколько изменяется, что может быть обусловлено такими факторалги, как разная щирина интерференционных полос. Кроме того, если металл или пленка на нем имеют собственную окраску, то это означает существование полосы поглощения, которая с ростом толщины пленки не смещается и видоизменяет последовательность возникающих цветов. [c.258]

Длина волны, соответствующая середине интерференционной полосы для окисных пленок меди, никеля и железа, была точно определена спектроскопически Констеблом [612, 630]. Используя полученные Кундтом значения показателя преломления для волн различной длины, Констебл вычислил толщины пленок, соответствующих различным цветам первого и второго порядка для окисей меди и никеля и первого порядка для окиси железа. Результаты этих вычислений приведены в табл. 18. [c.259]

Интерференционный микроскоп (Цейсс, Оберкохен, фиг. 28-13) сконструирован по принципу использования явления интерференции равного наклона. Визуальное наблюдение и фотографирование интерференционной картины производятся в белом или монохроматическом свете (талиум). Настройка направления и ширины интерференционных полос осуществляется путем смещения и вращения плоских стеклянных пластин 0 и 0-1, приводимых в действие одним маховиком. При использовании 8-кратного (взаимозаменяемого) окуляра в приборе достигаются увеличения 80 , 200 и 480 - Линейное поле зрения составляет соответственно 2, 0,8 и 0,3 лж. Масштаб изображения при фотографировании на пленку равен 13 , 33 и 80 . Закрепляе.мые на объективах полупрозрачные зеркала для уравнения хода лучей взаимозаменяемые. Контрастность изображения улучшается благодаря отражающей способности контролируемого изделия. Предметный стол с перекрестием для установки объекта расположен над револьверной объективной голов- [c.472]

Интерферометр Фабри — Перо. Многолучевые интерференционные полосы, создаваемые плоскопараллельной пластипкой при почти нормально.м освещении, используются в интерферометре Фабри Перо 1491. Основными частями его служат две стеклянные или кварцевые пластины Рг и Рг (рис. 7.59) с плоскими поверхностями. Внутренние поверхности пластин, покрытые частично прозрачными пленками с высокой отражательной способностью, параллельны, и воздух, заключенный между этими поверхностями, образует плоскопараллельную пластинку. Сами пластины делают слегка клиновидными, чтобы устранить вредное влияние свега, отраженного внешними непокрытыми поверхностями. В первых образцах прибора одна пластина была неподвижна, а другая устанавливалась на салазках, что позволяло перемещать ее с помощью винта относительно первой. Однако вследствие ненадежности механической конструкции такие системы вышли из употребления. В настоящее время нла- [c.302]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...