红外线穿透波长_20110312.pdfVIP

報告題名： 遠紅外線穿透率量測裝置 作者：張嘉珉 系級：電子四乙 學號：D9572860 開課老師：陳德請 課程名稱：奈米應用概論 開課系所：電機系 開課學年： 97 學年度 第二學期 遠紅外線穿透率量測裝置 中文摘要 紅外線透鏡係使用在紅外線光譜區域，此區域人眼看不到，無法利用一般量測可 見光透鏡的穿透率方法量測紅外線透鏡的穿透率，因此增加量測紅外線透鏡球面 穿透率的困難度。本研究利用紅外線感測元件(Thermopile sensor)與紅外線準直光 束光源進行物體穿透率的量測。本實驗使用紅外線準直光束光源、熱電堆檢知器 (Thermopile) 、OP 放大器與 A/D IC 及微處理器…等所組成遠紅外線穿透率量測 裝置。熱電堆將熱輻射轉換成電子信號，此電子信號在被 OP 放大器放大，類比 電壓信號經 A/D IC 轉換成數位再經 8051 微處理器處理結果由 LCD 顯示器顯 示，以實現即時量測目的。本裝置使用紅外線準直光束大小 2mm ，藍寶石光學 平板 1mm ，穿透率量測重覆性精度可達 5%。 關鍵字：紅外線、穿透率、熱電堆檢知器 1 逢甲大學學生報告 ePaper(2008 年) 遠紅外線穿透率量測裝置 目 次 一、前言………………………………………………………………………………3 二、穿透率原理………………………………………………………………………3 三、系統架構…………………………………………………………………………4 四、實驗方法與結果…………………………………………………………………8 五、結論……………………………………………………………………………10 六、參考文獻………………………………………………………………………11 2 逢甲大學學生報告 ePaper(2008 年) 遠紅外線穿透率量測裝置 一、前言 近年來，隨著光電產業蓬勃發展、產值不斷提升，光學元件需求愈殷切，尤其在 光學系統的輕量化、小型化與高精度化後，光學系統對光學元件加工與組裝的公 差的要求更嚴謹，因此對於光學元件的檢測日益重要。有鑑於此，我們需不斷提 升光學元件檢測技術，且針對業界需求開發新型量測機台。一般可見光光學元件 穿透率檢測方式是採取光譜儀。至於紅外線光學元件因為係使用在不可見光區， 眼睛看不到，無法利用可見光光學元件穿透率量測方法進行量測，而紅外線光學 元件穿透率量測的人才相當缺乏，資源也比較少，相對提高量測困難度，而紅外 線光學元件量測裝備也比較昂貴。本文所採用光電式紅外線準直光束穿透率測試 裝置係針對紅外線光學元件穿透率量測所設計，這個技術係結合(1)紅外線準直光 束與 thermopile sensor 、(2)放大電路與A/D IC 及(3)微處理器單元等三種技術。 二、穿透率原理 一般而言，當一個平面波碰到一個介面，在不考慮介質吸收的情況下，部份波被 折射，部份被反射。而描述穿透與反射跟入射場的比值叫做 Fresnel 方程式。幾 何光學中折射與反射定律，入射光束、折射光束、反射光束與界面的法線是在同 一平面上。由求解麥克斯威爾方程式，並加上必要的邊界條件給出與幾何光學一 樣的結果：反射角與入射角一樣，但差個正負號，而折射角依 Snell 定律而定。 由入射光傳播向量、反射、折射及法線構成的平面叫做入射面，如圖 1 所示電場 永遠都可以分成二個分量，一個與入射面平行，另一則是與入射面垂直。平行的 分量被稱 p 、π或者 TM （transverse magnetic ）偏振，而垂直分量被稱作 s、σ或 TE （transverse electric ）偏振，（s 源自德文「senkrech