现代光学导论第二次

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1、1可见光:波长4000Å～7600Å(1Å=10-10m)频率7.51014～3.91014Hz光是电磁波内容回顾12认识和改造世界光学是一门研究光（粒子流和电磁波）的行为和性质，以及光和物质相互作用的物理学科。光的控制：透镜、放大镜、显微镜、望远镜1放大镜视放大率：用仪器观察时在视网膜上所成的像高与直接人眼观察时所成的像高之比。2.1视放大率增大视角，产生放大作用；应使无限远目标成像，即平行光入射。放大镜视放大率：l：物距。明视距离l=250mm物体应置于放大镜前焦点附近；f=250mm，无放大作用；f<250mm，越小放大作用越大。2显微镜物镜目镜-y:1倍焦距以外成放大实像；y

2、:1倍焦距以内成放大虚像。显微镜的总放大率等于物镜的横向放大率与目镜视放大率的乘积。3望远镜无限远目标成像在无限远；由物镜＋目镜组成；物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合。望远镜放大率：I/I0sinθ相对光强1.22λ/d-1.22λ/d1.62λ/d-1.62λ/d圆孔衍射爱里斑∴爱里斑半角宽度2.2分辨率/分辨本领可分辨刚可分辨不可分辨★瑞利判据点光源中央衍射亮斑中心恰好与另一点光源的第一衍射极小(暗纹)相重合.瑞利判据:物1物2成像仪器最小分辨角：最小分辨两物间距：人眼最小分辨角：黄绿光人眼孔径分辨极限：i.圆孔：ii.单缝：iii.眼睛：iv.显微镜：分辨本领产生的根源是有限尺寸通光

3、元件边界的衍射!!★分辨率/分辨本领R显微镜：d不会很大,可不可选择,可望远镜：电子显微镜的分辨率>>光学显微镜的分辨率。如直径30m的射电望远镜。电子：0.1Å1Å,∴电子显微镜分辨本领很高,可观察物质结构。R等于最小分辨角的倒数,即:射电望远镜波多黎各射电望远镜普通光学显微镜普通生物显微镜由3部分构成，即：①照明系统，包括光源和聚光器；②光学放大系统，由物镜和目镜组成，是显微镜的主体；③机械装置，用于固定材料和观察方便。电子枪电子光学镜筒样品台成像和计算机控制部分电源和真空系统当速度u远小于光速c时为:电子波长的计算当速度u与光速c可比时为:不同加速电压下电子波的波长加速电压（kV）电

4、子波长(nm)2030501002000.008590.006980.005360.003700.00251观察到的各种细胞雨水中的微生物光学显微镜列文·虎克2.3认识世界的显微镜不断突破认识极限的过程R.虎克在17世纪中期制做的复式显微镜19世纪中期的显微镜20世纪初期的显微镜带自动照相机的光学显微镜荷兰范-艾格蒙特摄影工作室的维姆·范·艾格蒙特用相差技术拍摄的放大160倍的海洋硅藻Licmophoraflabellata荷兰范-艾格蒙特摄影工作室的维姆·范·艾格蒙特用微分干涉相差技术拍摄的放大100倍后的受精卵内的鱼类胚胎荧光显微镜照片（微管呈绿色、微丝红色、核蓝色），图片来自http:/

5、/www.itg.uiuc.edu美国俄勒冈州分子探测公司的杰罗德·萨利斯布里使用荧光技术拍摄的放大600倍的印度黄麂的皮肤纤维原细胞美国维吉尼亚公司的阿隆·迈辛用偏振光技术拍摄的放大25倍后的荠菜种子电子显微镜电子显微镜下的蚊子最早的巨型电子显微镜高电压下电子流波长很短（100000×）卢斯卡（ErnstRuska）20C30s第一台透射电子显微镜光路图及其与光学显微镜的类比这是Ruska在1931-1933年完成的。从这时起，电子显微镜的基本光学原理始终没有改变过。后来的改进主要是提高分辨本领和使用性能等。300700SEMmicrographofamicromachine树枝石--一

6、种矿物High-resolutionSEI.Specimen:Evaporatedgoldparticlesoncarbonfilm.TEM和SEM透射成像扫描成像分辨率价格1947年贝尔实验室发明世界第一只点接触晶体管1957atTexasInstruments–JackKilbyBardeenandWalterBrattain;BellLabs1947第一个平面集成电路1961atFairchild–RobertNoyce这才是采用硅基平面双极型集成电路（不是单个器件）制造中光刻工艺技术的开始!仙童半导体第一只商品化原始平面晶体管1959年研制成功1952年，光刻工艺达默早在1952年就指

7、出，由半导体构成的晶体管，可以把它们组装在一块平板上而去掉之间的连线。2.3改造世界的光学仪器自从1958年世界上出现第一块平面集成电路开始算起，在短短的五十年中，微电子技术以令世人震惊的速度突飞猛进地发展，创造了人间奇迹。人类社会、世界、科学、未来都离不开微电子。作为微电子技术工艺基础的微光刻技术与微纳米加工技术是人类迄今为止所能达到的精度最高的加工技术。1980年左右曾经有人预言：光刻线宽不