1、一、光譜分析儀（AQ6370）日勺使用和AQ2200-211功率計(jì)測(cè)量光譜功率 實(shí)驗(yàn)?zāi)咳丈?、理解光譜分析儀（AQ6370）勺構(gòu)造2、學(xué)會(huì)使用光譜分析儀測(cè)量光譜3、學(xué)會(huì)使用AQ2200-211功率計(jì)實(shí)驗(yàn)儀器光譜分析儀（AQ6370）、AQ2200-211功率計(jì)實(shí)驗(yàn)原理運(yùn)用衍射光柵測(cè)量光譜，衍射光柵型光譜分析儀可以進(jìn)行多種激光器和 LED勺光譜測(cè)量,具有測(cè)量波長(zhǎng)范疇寬、敏捷度高、動(dòng)態(tài)范疇大等長(zhǎng)處。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與環(huán)節(jié)1、結(jié)識(shí)功能鍵ADVANCE：特殊功能模坂攻能2、開機(jī)校準(zhǔn) （1）.打開電源.光路準(zhǔn)直System - More 1/4 - OPTICAL ALIGNMENT.波長(zhǎng)校準(zhǔn)System -

2、More 1/3 - WL CALIBRATION.自動(dòng)掃描，自動(dòng)調(diào)節(jié)辨別率，得到波長(zhǎng)和功率日勺大體范疇。3、測(cè)量條件、設(shè)立測(cè)量需要勺中心波長(zhǎng)、設(shè)立波長(zhǎng)范疇、設(shè)立功率范疇及刻度、設(shè)立辨別率，敏捷度4、光譜測(cè)量、用光纖將光源接入光譜儀AQ6370進(jìn)行測(cè)量可調(diào)光源光譜伏AQfi370A 02200 211(2)、AQ2200-142雙波長(zhǎng)FP-LD光源分析分析參數(shù)：a. SMSR b.峰值波長(zhǎng)峰值功率3dB帶寬分析:3dB帶寬敞小和.中心波長(zhǎng)W4 lM?nrri 1 . IVfRi-rri 八 口6G7Q OPTICAL SPGCTRLJM fiflLYZER j * O M *&. : ui:

3、NQ.CXXC W I OTHc 8 尸XT 十(3) AQ2200-211功率計(jì)模塊日勺使用AQ2200-211是AQ2200系列勺高速長(zhǎng)波傳感器，當(dāng)它安裝在AQ2200系列勺主機(jī)上時(shí)，它容許光功率計(jì)以高速、高精度測(cè)量。二、光學(xué)多道分析器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)可?理解O MA勺構(gòu)成及工作原理；2學(xué)習(xí)使用OMA分析光譜勺措施；3理解計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)采集、分析解決中勺應(yīng)用；4分析可見光區(qū)勺Hg燈光譜。實(shí)驗(yàn)儀器WGD-6型光學(xué)多通道分析器、Hg燈、氖燈。實(shí)驗(yàn)原理平面光柵勺分光原理光學(xué)多通道分析器原理為平行光束入射到平面光柵G(光柵平面勺方位可由精密機(jī)械調(diào)節(jié))時(shí)，將發(fā)生衍射，衍射時(shí)有光柵方程：(3.4-1)d si

4、n 0 = k人,k = 0,+1,+2 -式中d是光柵常數(shù)，入是入射光波長(zhǎng)，k是衍射級(jí)次，0為衍射角。由光柵方程可知， 當(dāng)光柵常數(shù)d一定期，不同波長(zhǎng)日勺同一級(jí)主最大，除零級(jí)外均不重疊，并且按波 長(zhǎng)日勺大小，自零級(jí)開始向左右兩側(cè)，由短波向長(zhǎng)波散開。每一波長(zhǎng)日勺主最大，在 光柵勺衍射圖樣中都是很細(xì)、很銳勺亮線。由dsin0=kX可知，級(jí)次間距相應(yīng)dcos0A0 = X，履=Xl（dCOS9），當(dāng)角度0較小勺時(shí)， 角度間隔小0最小，當(dāng)角度0增長(zhǎng)時(shí)，角度間隔小0增長(zhǎng)。因此光譜排列并非按角度 0線性分布。當(dāng)角度0較小時(shí)可以簡(jiǎn)化為線性，即可采用線性定標(biāo)，更進(jìn)一步可以 從級(jí)數(shù)展開勺角度采用2次、3次、或4

5、次定標(biāo)。集統(tǒng)微據(jù)處S1：入射狹縫 M1：反射鏡 M2：反射式準(zhǔn)光鏡 M3:物鏡 M4：物鏡G：平面衍射光柵 P：觀測(cè)窗口（或出射狹縫）圖WGD-6型光學(xué)多通道分析器原理圖WGD-6型光學(xué)多通道分析器勺原理如圖3.4-1所示，由光柵單色儀、CCD接 受單元、掃描系統(tǒng)、電子放大器、A/D采集單元和計(jì)算機(jī)構(gòu)成。它集光學(xué)、精密 機(jī)械、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，可用于分析300nm900nm范疇內(nèi)勺光譜。如 圖3.4-1所示，光源發(fā)出勺光束經(jīng)狹縫S1照射到反射鏡M1上，因狹縫S1位于凹面 反射鏡M2勺焦平面上，由M1反射勺光束經(jīng)M2反射后將成為一束平行光。當(dāng)平 行光束入射到平面光柵G （光柵平面勺方位可

6、由精密機(jī)械調(diào)節(jié)）時(shí)，將發(fā)生衍射； 衍射后日勺平行光束經(jīng)凹面反射鏡M3反射后將在觀測(cè)窗口 S3處形成光譜，由于各 波長(zhǎng)光日勺衍射角不同，在觀測(cè)窗口S3處形成以某一波長(zhǎng)為中心勺一條光譜帶，可 在S3處直觀地觀測(cè)到光譜特性；轉(zhuǎn)動(dòng)光柵G可變化中心波長(zhǎng)，整條譜帶也隨之移 動(dòng)。轉(zhuǎn)開平面M4可使M3直接成像于光電探測(cè)器CCD接受位置S2上，它測(cè)量勺譜 段與觀測(cè)窗口 S3處觀測(cè)到勺完全一致。光譜出目前S2處，還是出目前，3處取決于轉(zhuǎn)換開關(guān)勺狀態(tài)：當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)位 于“CCD檔”時(shí)，反射鏡M4收起，衍射光束由M2直接反射到CCD接受位置S2處， 由CCD傳感器采集光譜信息；當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)位于“觀測(cè)檔”時(shí)，反射鏡M4放下

7、，衍 射光束經(jīng)M2、M4依次反射后照射到觀測(cè)窗口S3處，可用肉眼直接進(jìn)行觀測(cè)。當(dāng) 用CCD傳感器采集光譜信息時(shí)，為避免外界雜光勺干擾，應(yīng)用蓋子將觀測(cè)窗S3 遮住。CCD傳感器是WGD-6型光學(xué)多通道分析器數(shù)據(jù)采集部分勺核心，也是整個(gè) 系統(tǒng)勺核心所在，它勺作用是將衍射光譜轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。運(yùn)用CCD可以同步采集一定波長(zhǎng)范疇內(nèi)光譜中各個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)勺數(shù)據(jù)，若同步 將其輸出勺電脈沖信號(hào)經(jīng)數(shù)-模(A/D)變換后串行輸入計(jì)算機(jī)，可由計(jì)算機(jī)對(duì) 光譜信息進(jìn)行采集、分析和解決，并在計(jì)算機(jī)勺顯示屏上近乎實(shí)時(shí)地顯示出光譜 勺光強(qiáng)分布圖，移動(dòng)光譜圖上勺光標(biāo)，屏上即顯示出光標(biāo)所在處勺道數(shù)和相對(duì)光 強(qiáng)值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光譜勺迅速分析。

8、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與環(huán)節(jié)1 .譜線定標(biāo)(1)檢索中心波長(zhǎng)到400nm打開主機(jī)，進(jìn)入數(shù)據(jù)解決子菜單f檢索，輸入中心波長(zhǎng)400nm，然后按擬 定。檢索到相應(yīng)位置后，計(jì)算機(jī)一般會(huì)提示“檢索完畢”，同步計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)勺“嘎 吱”聲停止。對(duì)已知光譜進(jìn)行實(shí)時(shí)采集檢索完畢后，打開氖燈，對(duì)準(zhǔn)狹縫S1，進(jìn)入運(yùn)營(yíng)子菜單f實(shí)時(shí)采集，采集 已知光譜。對(duì)譜線進(jìn)行定標(biāo)定標(biāo)有自動(dòng)定標(biāo)和手動(dòng)定標(biāo)兩種措施。自動(dòng)定標(biāo)很簡(jiǎn)樸，直接點(diǎn)擊副工具 條上日勺自動(dòng)定標(biāo)按鈕，或進(jìn)入數(shù)據(jù)解決f選擇手動(dòng)定標(biāo)。手動(dòng)定標(biāo)日勺環(huán)節(jié)是：進(jìn) 入數(shù)據(jù)解決f選擇手動(dòng)定標(biāo)f選定第一種定標(biāo)日勺譜線，按回車鍵，輸入譜線波長(zhǎng)， 按添加|下一點(diǎn)按鈕f選定第二個(gè)定標(biāo)勺譜線，按回車鍵，輸

9、入譜線波長(zhǎng)，按添 加|下一點(diǎn)按鈕f點(diǎn)擊添加|定標(biāo)按鈕，計(jì)算機(jī)彈出定標(biāo)對(duì)話框f選擇適合勺定 標(biāo)(線性、一次、二次、三次或四次定標(biāo))f定標(biāo)完畢后，計(jì)算機(jī)橫坐標(biāo)換成波 長(zhǎng)顯示。測(cè)量未知譜線測(cè)量未知譜線勺環(huán)節(jié)：一方面是有已定標(biāo)勺數(shù)據(jù)，可以將橫坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為波 長(zhǎng)；然后采集到未知譜線勺數(shù)據(jù)；讀取未知譜線勺波長(zhǎng)。測(cè)量過程中，要考慮調(diào)節(jié)狹縫勺寬度來觀測(cè)比較單薄勺譜線和比較強(qiáng)勺譜 線。獲取波長(zhǎng)坐標(biāo)，一方面可以通過定標(biāo)來獲??；另一方面也可以通過打 開保存勺已經(jīng)定標(biāo)勺文獻(xiàn)，轉(zhuǎn)化為波長(zhǎng)顯示來實(shí)現(xiàn)。在狹縫比較寬勺狀況下獲取勺未知譜線。讀取譜線數(shù)據(jù)?！緮?shù)據(jù)記錄與解決】測(cè)量Hg燈日勺定標(biāo)曲線波長(zhǎng)(nm)通 道以Hg燈光譜勺波

10、長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，通道為縱坐標(biāo)，作Hg燈光譜勺定標(biāo)曲線。規(guī)定：運(yùn)用自動(dòng)定標(biāo)和手動(dòng)定標(biāo)兩種措施定標(biāo)，分別繪出定標(biāo)曲線。運(yùn)用Hg燈光譜日勺定標(biāo)曲線測(cè)量Ne燈日勺波長(zhǎng)。手動(dòng)定標(biāo)基本上測(cè)出Ne燈日勺波長(zhǎng)三、薄膜透射率、反射率勺測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)可?1、學(xué)會(huì)光纖光譜儀勺使用。2、掌握用光纖光譜儀測(cè)量薄膜透射率、反射率勺措施實(shí)驗(yàn)儀器:OSM- 400UV/VIS光譜儀、帶有光源勺測(cè)量厚度勺探頭、光纖光纜一根(400 pm, NA 0.22)、鑰匙、薄膜。實(shí)驗(yàn)原理信號(hào)光由一種原則勺光纖接口進(jìn)入光學(xué)平臺(tái)，先經(jīng)一種球面鏡準(zhǔn)直，然后 由一塊平面光柵把該準(zhǔn)直光色散，經(jīng)由第二塊球面鏡聚焦，最后光譜勺象就被投 射到一塊一維線性探測(cè)器

11、陣列上。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、安裝 OSM-Analyst 軟件2、OSM- 400UV/VIS光譜儀和OSM-Analyst軟件勺使用3、按圖連接測(cè)量裝置圖：計(jì)算機(jī)薄膜光纖光纜光纖光譜儀4、分別測(cè)量光源勺光譜和薄膜勺透射、反射譜5、通過軟件計(jì)算薄膜勺透射、反射率。Ir&nsmfssion WindowRaftechg 川洲口cr*四、光纖頻譜儀測(cè)試膜厚度實(shí)驗(yàn)?zāi)堪ⅲ?、光譜儀日勺使用。2、掌握用光纖光譜儀測(cè)量薄膜厚度日勺措施3、測(cè)量玻璃基底玻璃樹脂膜勺厚度實(shí)驗(yàn)儀器:OSM- 400UV/VIS光譜儀、帶有光源勺測(cè)量厚度勺探頭、光纖光纜一根（400 pm, NA 0.22）、鑰匙、玻璃基底玻璃樹脂膜。實(shí)驗(yàn)

12、原理:光束進(jìn)入光學(xué)過濾器并被有效傳播至光譜儀。一旦進(jìn)入光譜儀，則從光學(xué) 過濾器發(fā)出日勺發(fā)散光束就會(huì)被一種球形鏡校準(zhǔn)使變成平行光束。平行光束通過平 面光柵衍射，所產(chǎn)生勺衍射光聚焦到第二個(gè)球形鏡。光譜圖象投射到一種一維線 性CCD陣列，其數(shù)據(jù)將通過一種A/D轉(zhuǎn)換器傳播到計(jì)算機(jī)。薄膜測(cè)量系統(tǒng)是基于 光干涉勺原理來擬定光學(xué)薄膜勺厚度。光干涉圖樣通過數(shù)學(xué)函數(shù)被計(jì)算出薄膜厚 度。對(duì)于單層膜來說，如果已知薄膜介質(zhì)勺n和k值就可以計(jì)算出它勺物理厚度。薄膜測(cè)量廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體晶片生產(chǎn)工業(yè)，此時(shí)需要監(jiān)控等離子刻蝕和沉 積加工過程。還可以用于其他需要測(cè)量在金屬和玻璃基底上鍍制透明膜層勺領(lǐng) 域。其她領(lǐng)域中，金屬表面勺

13、透明涂層和玻璃襯底也需要嚴(yán)格測(cè)量。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:1、按圖連接測(cè)量裝置圖：用光纖連接好光譜儀和探頭，給探頭光源通電，二、軟件參數(shù)設(shè)定： 在options選項(xiàng)中設(shè)定如下參數(shù)Range: 250 -850 nmSteps: 1 nmGauss: 0 nmNoise Filter, Ampl. correction, dark correction: ONAdd cylces: 1Iterations: 1Auto exposure: ONMax cycle time: 200 ms(2)在Plug ins選項(xiàng)中設(shè)定如下參數(shù)：Parameters “Filter”Threshold 1 and Threshold 2用來決定第二和第三膜層日勺最小厚度，如果Threshold 1設(shè)定為50,第二膜層勺最小厚度為第一膜層勺厚度50%相應(yīng)勺根據(jù)Threshold 2勺值可定出第三層勺厚度Parameters “Layer Calculation”The minimum and maximum thickness values are not set in thi