光学毕业论文

编号 2012021133

毕 业 论 文

2014届本科

论文题目： 光的应用新进展

学 院： 电气工程学院

班 级 12级物理一班

作者姓名 杨 博 ____

指导教师： 付 文 羽 __

完成日期： 2014 年 4 _月 20 日

目 录

引言……………………………………………………… 2

一、摘要 ……………………………………………… 2

（一）关键词…………………………………………2

二、论文…………………………………………………2

（一）全息照相………………………………………2

（二）干涉生物传感器…………………………… 3

（三）光刻技术进展…………………………………4

结 论…………………………………………………4

注 释…………………………………………………5

参考文献……………………………………………5

陇东学院本科生毕业论文诚信声明

本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文，是本人在指导老师的指导下，

独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中

已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或

撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在

文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承

担。

作者签名：

二O一年 月 日

光干涉应用的新进展

杨博

（陇东学院 电气工程学院 甘肃 庆阳 74500）

摘要：光的干涉现象在科学研究和工业生产上有着广泛的应用，如测量光波波长、精确

地测量微小物的长度、厚度和角度，检验物体表面光洁度等光的干涉无处而不在，如在日光

照射下，肥皂泡的薄层色及昆虫翅膀上的彩色便是最明显的例子。这仅在生活中光的干涉便

随处可见，那么在它的实际应用岂不更让人意想不到。光的干涉最要的前提条件就是：必须

满足传播方向相同、初相位恒定、频率相同。对于光干涉最开始的意愿是为了测单色光的波

长，然而现在我们熟悉的照相机便也运用了光的干涉，普通照相是把照相机的镜头对着被拍

摄的物体，让从物体上反射的光进入镜头，在感光底片上产生物体的像。感光底片上记录的

是从物体上各点反射出来的光的强度。

关键词：干涉；波长；强度；

Key words ;interfere wavelengh intensity

1 引言

光的干涉现象在科学研究和工业生产上有着广泛的应用，如测量光波波长、精确地

测量微小物的长度、厚度和角度，检验物体表面光洁度等光的干涉无处而不在，如在日光照

射下，肥皂泡的薄层色及昆虫翅膀上的彩色便是最明显的例子。

本文在查阅互联网的基础上了解到光干涉应用的新进展。

（1 ）全息照相

普通照相是把相机的镜头对着被拍摄的物体，让从物体上反射的光进入镜头，在感光

底片上产生物体的像。感光底片上记录的是从物体上各点反射出来的光的强度。但是，光是

一种波，从被摄物体上各点反射出来的光不仅强度（它正比于光波振幅的平方）不同，而且

位相也不同。全息照相就是一种既记录反射光的强度，又记录反射光的位相的照相术。这种

照相术记录的是光波的振幅和位相的全部信息，所以称为全息照相。全息照相是应用光的干

涉来实现的。它用激光（是良好的相干光）作光源。全息照相的原理如图所示，激光束被分

成两部分：一部分射向被摄物体，另一部分射向反射镜（这束光叫参考光束）

。从物体上反射出来的光（叫做物光束）具有不同的振幅和相位，物光束和从反射镜来的参

考光束都射到感光片上，两束光发生干涉，在感光片上产生明暗的干涉条纹，感光片就成了

全息照相。干涉条纹的明暗记录了干涉后光的强度，干涉条纹的形状记录了两束光的位相关

系。

从全息照片的干涉条纹上不能直接看到物体的像，为了现出物体的像，必须用激光束去

照射全息照片当参考光束通过照片时，便浮现出物光束的全部信息，于是就能看到物体的像。

全息照相较之普通照相有许多优点。第一，它再现出来的像是跟原来物体一模一样的逼真的

立体像，跟观察实物完全一样；第二，把全息照片分成若干小块，每一小块都可以完整地现

出原来物体的像，所以全息照片即使有缺损，也不像失真；第三，在同一张感光片上可以重

叠记录许多像，这些像能够互不干扰地单独显示出来。全息照相技术有重要的实际应用：全

息照相在一张感光片上可以重叠记录许多像，这为信息的大容量高度储存提供可能，例如用

全息照相方法可以把一本几百页的书的内容存储在只有指甲大小的全息照片上。全息照相在

精密测量、

无损检测、显微术等方面也得到应用。随着全息照相技术的发展，它将会得到更广泛的应用

（2）光学干涉生物传感器的建立及其在多种生物分子识别中的应用

应用物理吸附、戊二醛共价偶联和叶琳修饰的方法，分别在聚苯乙烯薄膜表定了凝集

素和抗体分子。研究了生物分子吸附及其脱附特征。试验表明，薄膜的厚度变化与生物分子

的吸附量呈现正比的关系。在较短的时间内，三种固定方法的结果没有统计学上的差异。随

着孵育时间的延长，通过共价偶联的方法可以获得较高密度的生物敏感表面。

（3）光学干涉生物传感器在多种类型分子识别中的应用

酶标记的表面抗原一表面抗体相互作用结合酶联免疫吸附(ELISA)实验，探讨了构建的

传感器的定性与定量检测能力。根据不同诊断标准下灵敏度与特异度关系的接受者操作特征

曲线，选定0.15nm作为定性研究的判别标准，灵敏度和特异度分别为88%和72%。定量研究

表明，0.16 }Lg/cm2的HRP-HBsAb吸附可以使薄膜的厚度增加1 run，在浓度界于rim和

mIM之间的配体浓度可以同薄膜的厚度变化产生良好的线性对应关系。 寡核昔酸分子杂交实验分别“合成了24碱基长度的DNA片段及其互补序列。使用吸附的方

法在卜琳修饰的聚苯乙烯薄膜表面固定了单链寡核昔酸片段，应用光学干涉生物传感器观察

了核酸分子杂交过程。与对照比较表明，光学干涉生物传感器技术可以快速灵敏地用于核酸

分子杂交实验的检测。

（4）光刻技术新进展

目前，集成电路已经从60年代的每个芯片上仅几十个器件发展到现在的每个芯片上可

包含约10亿个器件，其增长过程遵从一个我们称之为摩尔定律的规律，即集成度每3年提

高4倍。这一增长速度不仅导致了半导体市场在过去30年中以平均每年约15%的速度增长，

而且对现代经济、国防和社会也产生了巨大的影响。集成电路之所以能飞速发展，光刻技术

的支持起到了极为关键的作用。因为它直接决定了单个器件的物理尺寸。每个新一代集成电

路的出现，总是以光刻所获得的线宽为主要技术标志。光刻技术的不断发展从三个方面为集

成电路技术的进步提供了保证：其一是大面积均匀曝光，在同一块硅片上同时作出大量器件

和芯片，保证了批量化的生产水平；其二是图形线宽不断缩小，使用权集成度不断提高，生

产成本持续下降；其三，由于线宽的缩小，器件的运行速度越来越快，使用权集成电路的性

能不断提高。随着集成度的提高，光刻技术所面临的困难也越来越多。

通过全息照相、光学干涉生物传感器的建立及其在多种生物分子识别中的应用光、学干

涉生物传感器在多种类型分子识别中的应用、光刻技术新进展我们清晰的认识到光干涉的重

要性，光的干涉最要的前提条件就是：必须满足传播方向相同、初相位恒定、频率相同。对

于光干涉最开始的意愿是为了测单色光的波长，然而现在我们熟悉的照相机便也运用了光的

干涉，普通照相是把照相机的镜头对着被拍摄的物体，让从物体上反射的光进入镜头，在感

光底片上产生物体的像。感光底片上记录的是从物体上各点反射出来的光的强度。