微分干涉相衬显微镜中Wallaston棱镜的设计与研究(4)
在玻璃工艺学角度,微分干涉相衬装置能其微分干涉相衬装置显微术更加看清玻璃表面上的细微细节。
1.2 选题出发点和研究方向
Wollston棱镜的设计与研究其实就是Nomarski棱镜的研究。
Nomarski 棱镜已经在市面上得到广泛应用，但却很少有明确提出对其具体参数进行设计计算的。前人的一些文献资料虽然已经对Nomarski棱镜的参数进行了大致分析，但却没有得到一个公认的具体的结果，未能将Nomarski棱镜真正的应用到光学系统中去。而且不仅仅前期的理论设计没有达到预期，后期的结构和系统的硬件调整和设计也相对比较复杂。
本课题主要对Nomarski棱镜进行具体的分析和设计，然后在经过后期对硬件结构的加工，得到符合要求的棱镜。这样所得到的棱镜即可达到预期的观察效果。
1.3 研究工作与内容安排
确定Nomarski棱镜中各个元件间的正确位置和偏正分光棱镜的设计组成微分干涉相衬显微技术的核心部分。
通过对Nomarski棱镜的参数如楔块楔角、分束角、相干平面出离量等进行改变和设计，可以得到相对应的数值分布曲线和规律。本文通过对这些分布曲线和规律的计算推导和研究，再利用Matlab软件的编程能力设计出相关的显微镜光学系统设计实例，然后在理论的基础上将设计参数付诸于实践外加上后期的加工工艺和结构设计，做出相应调整，可以得到实验的结果。
全文内容的安排：
第一章，绪论。介绍微分相衬干涉技术的研究背景，强调了微分相衬干涉装置的优越性。
第二章，介绍微分相衬干涉显微镜内部各个结构的工作原理。
第三章，对Nomarski棱镜的各个参数进行研究，改变不同变量观察其余变量的变化，从而得到相应的计算公式，最后应用Matlab程序仿真出计算公式，从而实现Nomarski棱镜的整体设计。
第四章，在对Nomarski棱镜相应设计之后，举出特定光学系统下的设计实例。
第 2 章 Nomarski棱镜设计的基本原理
2.1 显微镜的基本原理
2.1.1 线偏振光干涉原理
一束线偏振光进入晶体后会分解成相互垂直的两书线偏振光，在我们这里由于微分干涉相衬装置内部传播距离不同则传播速度也不同，因此就会产生一个相位差，而只有在两束光波频率相同、振动方向一致、位相差恒定时才能发生干涉，因此我们在出射光路中插入一块偏振镜来将本来振动方向垂直有一定位相差的两束光协调至同一方向，从而实现干涉。
在偏振光的干涉中，主要的结构为起偏镜和检偏镜两片镜子，前者负责产生相干光，后者负责将相互垂直的向偏振光投影到同一平面上使之发生干涉。而在微分干涉相衬装置中的出射光即为振动方向垂直的具有一定位相差的光线。
下面对在通过起偏镜和检偏镜后产生的干涉现象进行分析。参考图 2.1，图 2.2：
图 2.1 偏光干涉装置
图 2.2 光波振动分量的分解
一束波长为λ的单色平面波先通过起偏镜编程线偏振光波，然后投射到晶体上，被分解成振动方向垂直两束线偏振光，其中传播速度相对较快的称之为快波，对应的偏振方向即为快轴方向，同理可得慢波和慢轴方向，见图2.2，设通过起偏镜的光波的偏振振幅是A0，则可以计算得到款轴方向和慢轴方向的振幅为：
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