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偏光技术在材料研究中的应用有哪些

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2018-03-22 11:19:00
    微分干涉显微镜会使用到偏光技术来对材料进行研究,而其中的微分干涉显微镜偏光检测的工作原理又是怎样的呢?下面就和沃德普仪器一起来了解一下!
 
    应用偏振光研究材料组织,已有近百年的历史。偏振光金相研究也有几十年的时间,主要用于以下两方面。 
 
 ①  金属显微组织的研究,有一些金属及合金,用一般金相显微镜无法观察其真实组织,而在偏振光照明下,显微组织。晶粒大小及位向等则清晰可辩;对于经受大量塑性变形的金属,偏振光下还可以测定其择优取向。  
 
 ②  鉴定非金属夹杂物
 
 
偏振光的基础知识:  
 
    从物理光学可知,如果光波的振动方向都互相平行,只在一个固定方向振动的光称线偏振光,简称偏振光。偏振光的振动方向和传播方向所组成的面称振动面。天然光通过起偏镜后可成为线偏振光。偏振光可用检偏镜来检查。不同状态的偏振光通过检偏镜后,将有不同的变化规律。  
 
    对于线偏振光,当起偏镜与检偏镜成正交位置时,通过检偏镜的光线最弱。因此起偏镜与检偏镜的相对位置每转90°交替出现强度最大和消光。  
 
    对于圆偏振光,不论检偏镜的位置如何,总有等量的偏振光通过检偏镜,光的强度不变,无消光现象。 
 
    对于椭圆偏振光,光的强度随检偏镜的位置而改变,起偏镜与检偏镜之间的相对位置每转90°交替出现强度的极大和极小。  
 
    偏振光通过各向异性的单轴晶体时将产生双折射现象,分成寻常光(O光)和非寻常光(e光),它们在晶体内的传播速度不同,因而造成光程差ΔL0符合一定条件时,出射光可成为椭圆偏振光。偏振光通过一些非金属夹杂物时,将产生上述效应而获得椭圆偏振光。当试样被线偏振光照射时,从平滑外表面反射的光仍为线偏振光,不能通过正交位置的检偏镜,因而在目镜中看到黑暗;但在夹杂物处,光线既在外表面反射,又从夹杂物和金属之间的界面反射后再经夹杂物折射出来,成为具有不同椭圆度的椭圆偏振光。能通过正交位置的检偏镜而进入目镜,因此在目镜中能清楚地看到夹杂物,所以偏光显微镜可用来观察鉴定非金属夹杂物。  
 
    金属材料按其晶体结构不同可分为各向同性与各向异性。立方点阵的金属都具有各向同性的特征,一般情况下对偏振光不起作用。非立方点阵的金属,如六方晶系,三斜晶系,正方晶系等金属都属各向异性,对偏振光的反应极为灵敏。  
 
    当偏振光照射到一个多晶体的各向异性的金属磨面上时,假如偏振光与某一晶粒的光轴成φ角,则反射光(为线偏振光)的振动面将旋转一个ω角,它使得反射偏振光与检偏镜改变了原来的正交位置,部分反射偏振光能通过检偏镜进入目镜。由于各个晶粒光轴方向各不一样,φ角不等,因而每一个晶粒的反射偏振光的振动面旋转的角度ω也不同,通过检偏镜的光线强度也不同,因而我们能够在目镜中观察到明暗不一的多晶粒。对于弱各向异性的金属,往往将检偏镜偏转极小角度(不完全正交),可以使晶粒明暗差别显著。金相映相衬度提高有利于组织观察。以密排六方晶格的锌为例,其晶体结构造成了光学各向异性,可以利用偏光技术观察。 
     

 其实在使用显微镜的时候,可以通过观察不同的被测物来选择不同的观察方法,沃德普仪器后续还会给大家介绍其他关于微分干涉显微镜的工作原理,希望大家能多关注沃德普仪器官网。 

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