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光的色散研究实验目的 1．巩固调整和使用分光仪的方法 2．掌握用分光仪测量棱镜的顶角的方法 3．掌握用最小偏向角法测量棱镜的折射率 4．学会用分光仪观察光谱，研究光的色散实验仪器 分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯实验原理1.光的色散和色散曲线光在物质中的传播速度v随波长而改变的现象，称为色散。因为物质的折射率n可以表示为 ,式中c是真空中的光速。由上式可见，色散现象也表现为物质的折射率随波长的变化，即可以表示为下面的函数形式 上式所表示的关系曲线，也就是折射率随波长的变化曲线，称为色散曲线。物质的折射率随波长变化的状况和程度，常用色散率dn/d来表征。2.玻璃三棱镜折射率的测量原理当一单色光经过三棱镜的面AB时发生折射。SD为入射光线，两次折射后沿ER方向出射。入射光线和出射光线的夹角 叫偏向角，如图可见 所以 因为顶角A相对于空气的折射率n有一定值， 是 的函数，因此 实际上只随 变化，当 为某一个值时， 达到最小，这最小的 称为最小偏向角 。由折射定律可知，这时， 。因此，当 时 具有极小值。将 、 代入 和 则有 ， ， ， 。用分光仪测出三棱镜的顶角A和棱镜对某单色光的最小偏向角 ，就可以求出棱镜玻璃材料对空气的折射率n.这就是最小偏向角法。 若入射光不是单色光，当它入射到棱镜时，由于光波长的不同，折射率也不同，因此经过两次的折射后，原本的那束复色光会发生色散现象而出现不同波长的光谱。每一条光谱都可看作为一条单色光形成的光谱测量。3．用反射法测量棱镜顶角如图将棱镜顶角A置于载物台中心处，并使顶角A对着平行光管，先用眼睛直接观察，能否见到由AB、AC面反射的狭缝像。再转动望远镜至反射线T1的位置，使其叉丝的竖线对准像的中心。从分光计的两游标处记下读数 ， 。然后，将望远镜转至T2位置，并记下相应的数据 ， 。采取两个窗口使为了消除偏心差。棱镜的顶角4．最小偏向角的测量方法 测定棱镜的顶角后，把顶角A放到载物平台的中心，棱镜的磨沙面向外，使从平行光管出来的汞灯光能经过棱镜色散后形成光谱。先用眼睛直接观察平行光经过折射后的出射方向，再将望远镜移到该处，使在望远镜中能清楚地看到光谱。然后缓缓地转动平台，使光谱的偏向角逐渐减小，调节望远镜，使当平台转动时保证能看到光谱。当载物平台转到某一位置时谱线不随平台转动而移动，而且当继续转动平台谱线会向相反方向移动，也即偏向角反而增大。谱线移动改变的位置就是棱镜对该谱线的最小偏向角。反复转动平台，准确找到该位置，然后固定平台，转动望远，使十字叉丝的竖线与光谱线重合，记录在该位置的游标读数 和 。移去三棱镜，再转动望远镜，使十字叉丝竖线对准平行光管的狭缝像，记录两游标的读数 和 。与望远镜的两个位置相应游标之差，即为最小偏向角 。 实验内容与步骤 1. 调节分光仪1 目测粗调 目测调整望远镜光轴、平行光管、载物台平面，三者大致垂直于分光计中心旋转轴。2 望远镜的调焦，使之能接受平行光。具体步骤：1） 目镜调焦A：通电照明B：旋转目镜调节手轮，调整目镜与分划板相对位置，使叉丝与小十字变清晰为止2） 物镜调焦A：将载物台紧贴台基，置平面镜与台上，再使望远镜光轴大致垂直平面镜，平面镜放置时，其平面与载物台下螺钉a2、a3连线垂直，如图 B：调望远镜倾度调节螺钉，左右转动载物台，使之能看到十字反射像C：松开调焦锁紧螺母，前后调节目镜镜筒并调节分划板与物镜相对位置，使小十字及其反射像皆十分清晰为止D：消除视差—微调目镜系统。眼睛左右移动时，小十字反射像与叉丝无相对位移3） 调节望远镜光轴及载物台面垂直于仪器中心转轴A：旋转载物台，使平面镜前后两面反射的十字反射像皆在视场内。仔细调望远镜倾度调节螺钉，使之前后两面都能看到十字反射像。设其中一反射像与上十字叉丝距离为hB：调节载物台下a2或a3两螺钉之一，使此h缩短为h/2，再调望远镜倾度调节螺钉，使十字反射像与上十字叉丝重合C：旋转载物台，用“各半”调节法使另一反射面的十字反射像与“上十字叉丝”重合。2、3可能要反复调整数次，要细心、耐心D：将平面镜转动90度后放在载物台上。调节载物台下螺钉a1，使十字反射像与上十字叉丝重合。平面镜镜面正对载物台下螺钉a1，见图示4） 调整平行光管，使之发出平行光，并使其光轴垂直于仪器转轴A：点燃钠灯，均匀照亮狭缝，改变狭缝与平行光管透镜间距离，使狭缝在视场中清晰成像（呈清晰的狭缝像，且像与叉丝无视差）B：调节螺丝调整狭缝宽度，通过望远镜观察，使狭缝宽约0.3mm，并使狭缝水平C：调节平行光管下的俯仰调节螺钉，使狭缝像对准叉丝水平中线，调整后转动狭缝与分划板垂直线重合，并固定 2.测量三棱镜的顶角 打开汞灯，用反射法测量三棱镜的顶角A，重复测量5次，求顶角及其平均值和不确定度。1 2 3 3.测量不同光谱的最小偏向角测量汞灯各种光谱的最小偏向角 ，求各种光谱的最小偏向角的平均值和三棱镜对于不同光谱的的折射率n，根据折射率n与波长 作出玻璃材料的色散曲线 ,还有要求出红光和紫光的折射率的不确定度和相对不确定度。623.44红 579.07黄 576.96黄 546.07绿 491.60蓝绿 435.83蓝 407.78蓝紫 404.66紫 4.测量钠光最小偏向角用同一个棱镜测量钠光光谱的谱线的最小偏向角，计算出相应的折射率，用图解插值法即可在三棱镜的色散曲线上求出钠光谱谱线的波长。1 数据处理：棱镜顶角 棱镜顶角的平均值 棱镜顶角的A类不确定度 棱镜顶角的B类不确定度 棱镜顶角的不确定度 光谱的最小偏向角 光谱偏向角的不确定度 ，K=1三棱镜对于不同光谱的折射率 三棱镜对于不同光谱的的折射率的不确定度 = 作出玻璃材料的色散曲线 注意事项：1、调节后的分光仪在使用中，不要破坏已调好的条件；分光仪上可调螺钉较多，要明确它们的作用。2、望远镜、平行光管上的镜头，平面镜和三棱镜的两个光学表面切勿用手摸，也不准用手、海绵等物揩擦，必要时可用擦镜纸揩。3、用反射法测顶角时，三棱镜顶角应靠近载物台中央放置（即离平行光管远一些）否则反射光不能进入望远镜。4、在计算望远镜转角时，要注意望远镜转动过程中是否经过刻度盘零点，如经过零点，应在相应读数加上360°（或减去360°）后再计算。5、平面镜、三棱镜要放置好，以免摔破。思考题：证明 （ 为入射角， 为折射角）时的偏向角为最小偏向角。
光的色散。材料的折射率对于不同波长的光是不同的，因此混合光通过光学系统后，其各波长成分常常会被分散，这叫做光的色散。
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因为汞灯不是单色光，简单的说，太阳光经过三棱镜出现什么？彩虹，那么汞灯里面有这个彩虹里面的极个别的几个光波波段，那么同一道理，汞灯经过三棱镜色散，肯定会出现好几天色散条纹，也就是光谱么！
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实验中如何利用分光计和棱镜研究汞光谱的色散特性：
复色光分解为单色光而形成的光谱现象叫做光的色散。色散可以利用分光计和三棱镜作为“色散系统”的仪器来实现。复色光进入三棱镜后，由于它对各种频率的光具不同的折射率，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，形成光谱。
光的色散现象及规律
不同波长的的复合汞光谱平行的射入同一介质的表面，传播速度不同，折射率也不同。根据折射定律，各色光折射角不同。因此，复色光中各种不同的色光将沿不同的方向传播而分开。这种现象叫光的色散现象。
光的色散
白光经三棱镜折射后，在白屏上出现从上到下红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫依次排列的彩色光带，这种现象叫做光的色散。三棱镜的色散实验使白光成了红橙黄绿蓝靛紫。该实验证明了：白光不是单一色光，而是由许多色光混合而成的
色光的混合
色光的三原色：红、绿、蓝。等比例混合后为白色。透明物体的颜色由它透过的光决定。不透明物的颜色由它所反射的光决定。
《光谱实验室》是中国科学院主管、国内外公开发行、出版的中国科学核心期刊之一
国家实验室是由国家直接投资数亿建立（如建在华中科大校内的武汉光电国家实验室投资4.8亿），全国目前国家实验室总共只有9个（包括北京正负离子对撞基地、华中科大的光电国家实验室在内），国家实验室代表国家最高水平，是按国际一流标准建立的，规模非常大，基本包括本学科领域所有研究方向，而且人员配备上要求面向国内外招聘最优秀的研究人员，直接参与国际竞争，往往是多学科交叉的创新平台；而国家重点实验室是由国家评的，评上后以后每年可以从国家多拿些钱，全国有几百个，而且研究方向比较窄。国家实验室和国家重点实验室是两个完全不同的概念，不是一个重量级上的，五个国家重点实验室也比不上一个国家实验室。
期刊名称：光谱实验室英文名称：Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory主办单位：中国科学院化工冶金研究所;钢铁研究总院;中国科学院成都有机化学研究所 出刊周期：双月出版地：北京市语言种类：中文；国际标准刊号 国内统一刊号：CN 11-3157/O4邮发代号：82-863历史沿革：现用刊名：光谱实验室创刊时间：1984光谱实验室杂志被以下数据库收录：CA 化学文摘(美)(2011)中国科学引文数据库(CSCD—2008)
色谱分析技术能够实现原料分离，分析环节中同时完成多种任务，下面是我为大家精心推荐的色谱分析技术论文，希望能够对您有所帮助。
涂料检测中的现代色谱分析技术应用分析
摘 要：文章首先介绍了气相色谱法涂料检验的原理，并对检验环节中常见的问题以及解决对策进行分析。从技术的优缺点两方面进行。其次重点分析高效液相色谱法的应用原理，并对涂料检测环节的技术要点做出总结。帮助提升检测结果的准确性。
关键词：涂料检测;现代色谱;气相色谱法
1 高效液相色谱法
该种技术融合了传统工艺中的优点，同时也对存在的问题做出优化，更高效的解决检测期间的影响问题。这种技术能够实现原料分离，分析环节中同时完成多种任务，与传统方法相比较在时间上会有明显的减少，尤其是对受热程度的分析判断，更高效合理。检验环节中常见的加热问题，成为色谱分析的首要影响因素，如果不能合理的设置温度，很容易造成分析结合与实际情况不符合。大部分涂料都是液体形式的，在性质上更具有稳定性，原料选取的量也能得到控制。随着对环保和健康的日益重视，国家陆续出台了一些涂料相关的有毒有害标准，涂料的生产工艺和配方也随之调整优化。但也不乏有生产厂家使用现行标准中还未被限量的有毒有害物质来替代已被限量的物质。这就要求在检验工作中不仅要依照现行标准对涂料样品进行检验，还要积极发现还未被限量的有毒有害物质。涂料产品成分复杂多样，高效液相色谱法属于分离性分析方法，能够对绝大部分的有机物进行分析，尤其是对挥发性不强，高温易分解的物质，能获得比其他方法更好更稳定的结果。
涂料中含有的化学物质可能会对环境造成污染，因此目前的检测工作也大部分是针对生态环保来进行的，目的在于避免质量检测不达标的物质投入到使用中。因此检测工作要有明确的目标，对待检物质中可能会含有的污染物进行判断。有毒涂料防污剂有机锡的HPLC分析在船舶防污涂料抑制海洋生物污损中发挥了非常有效的作用，随着海洋监测技术的发展，有机锡的毒性和对生态系统的危害越来越多地被人类认识。海洋环境中的有机锡浓度很低(10-12～10-9)，而且种类繁多，因此用传统的仪器很难满足高灵敏度、高选择性的分析要求。其中较成熟的方法是以GC(凝胶色谱)为分离手段，配以适合金属离子分析的检测器。
HPLC能对不适应GC的有机锡进行分析，适用于大多数极性及非极性有机锡化合物的直接分离。不需萃取及衍生，在常温下可直接分离样品中不同形态的锡，不但缩短了分析时间，而且还减少了分析过程中可能的损失;可通过改变固定相和流动相获得最佳分离;尤其适用于具有生物活性化合物的分离与形态分析。凝胶色谱法是液相色谱法的一种，其分离原理与其他色谱法不同，是按分子体积的大小进行分离，所以也称为体积排阻色谱法。高效凝胶渗透色谱是20世纪60年代发展起来的一种液相色谱方法，主要用途是测定高聚物的相对分子质量及其分布。
2 气相色谱法
2.1 裂解气相色谱-傅里叶变换红外光谱联用
能够用来判断树脂涂料中的组成成分，同样是针对光谱来进行，该种技术方法在所得结果上更具有全面性，融合了两种技术方法中的优点，在对色谱类型进行判断时可以直接显示结果。生产工艺不断进步后，涂料中的含有成分也在逐渐复杂化，高分子结构在普通的红外光谱下不容易分析。关于该种色谱技术，在国内的研究起步较晚，应用环节也是根据已有的研究结果来探讨的。
我国学者在研究过程中，提取涂料中的成分，将检测得到的成分含量录入到计算机设备中进行分析，更准确的定位色谱表现形式与其中涂料含量的函数关系。该种技术可以选择任意部分涂料进行检测，不需要对测试点进行选取，节省时间的同时也能够减少标样点，对未来的工作开展有很大帮助。这一特征性也是该技术能够得到应用落实的原因。
红外光照作用下，涂料发生的裂解反应是检测开展的依据，不需要再次选择分析的样本，可以直接根据反应过程来分析结果。面对比较复杂的分析对象时，仅仅依靠简单的裂解很难实现目标，简单的升高温度能够促进涂料裂解，再根据反应发生的情况来判断是否达到可以检测的点。红外光照在其中发挥着催化的作用，可以应对化合物检测。但涂料的形式并不是如此简单，还包含了聚合物形式，红外光谱检测的效果便会受到阻碍。
2.2 裂解气相色谱-质谱联用
涂料由几大部分组成，树脂原料常常被应用在基料制作中。对于耐高温性质好，并且不容易分离的材料，不能再通过高温裂解的方式来检验。但检验方法在原理上都相同，遇到的难题是如何促使裂解反应发生。常见的方法是对分子结构链进行破坏，涂料中的成分自然分解，此时在对色谱表现形式进行分析，能更好的完成任务。裂变过程中会散发出能量，不同分子结构链变化期间所散发的热量也不相同，同时也与基料自身耐高温形式相关。
了解到裂变需要经过高温加热来实现分析检测时，关键技术是对温度的控制，如果加热温度超出了需求范围，很容易造成分子结构链过于零散，影响到结果的判断。不可忽略的一点是，涂料在高温状态下其中的一些物质容易发生氧化反应，分解出检测环节不需要的物质，对任务开展产生阻碍。由此可见，这种方法虽然操作过程简单，结果分析准确，但却容易受外界因素影响。
涂料在高温环境下发生反应变化需要一段融合的时间，而破坏结构链是在高温加热的瞬间完成的。检测环节中，可以在短时间内瞬间升高温度，这样能够避免物质的高温氧化反应，提升检测结果的可靠性。影响物质并不能被完全消除，只是尽可能的将生成量控制在合理范围内，不对检验分析造成影响。根据检验结果可以了解到，不同的基料材质对涂料色谱表现形式会产生影响，在检测环节需要对原料组成成分进行判断，明确高温状态下可能会发生的反应类型。任务进行期间，需要选取不同涂料的样品来测试，避免掺入其他杂质。所选取的量要均等，观察检测结果的同时将原始数据整理记录，用于后续的分析检验环节，可以更好的对比。根据反应发生的形式对检验技术进行选择，涂料色谱分析在流程上会有明显的进步。
3 结论
快速灵敏的仪器分析法在很大程度上取代了繁琐费时的化学分析法，打破了化学分析的局限，极大地提高了分析工作的效率、分析精度与可靠性，而先进的色谱技术已成为涂料成分检测不可缺少的重要手段。
参考文献
[1] 宋晓波，兰小军，丁立群.现代色谱分析技术在涂料检测中的应用[J].上海涂料，2013(03).
[2] 尹洧.色谱分析技术在食品检测中的应用[J].农业工程，2012(08).
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金属-空气电池，如锂空气，可能是大规模储能的关键，因为它们在所有电化学设备中具有最高的能量密度。然而，这些设备避免了导致电池失效的不可逆副反应，特别是当环境空气被用作氧气源时，因此对表面化学演变的深入了解对于制造更好的设备是必不可少的。
来自坎皮纳斯大学的学者 首次利用同步红外纳米光谱仪(SINS)对电池放电过程中电极表面进行了多尺度(纳米-微观)FTIR分析，以跟踪纳米尺度上的化学成分变化，并成功地与运行的显微FTIR表征相关联。 现场测试结果表明，产物从纳米级到微米级分布均匀，放电率不影响化学成分。在Operando中，显微傅立叶变换红外光谱(MicroFTIR)显示了大气对Li产物形成的依赖性，在水、LiOH和Li2CO3中还检测到CO2电还原产生的HCOO-颗粒的存在，甚至最低浓度的CO2和H2O都会影响O2反应。最后，电池放电140秒后，Li2O2与DMSO反应生成DMSO2的证据表明，这项新技术在帮助寻找稳定的电解质方面具有重要意义。
相关文章以“In Situ Infrared Micro and Nanospectroscopy for Discharge Chemical Composition Investigation of Non-Aqueous Lithium–Air Cells”标题发表在Advanced Energy Materials。
论文链接：
图1.a)区域1的捷联惯导相位谱(AFM地形图插图中的开放蓝色圆圈)和b)用显微FTIR技术获得的FTIR。
图2.a)放大倍数为4倍的分析区域，b)放大25倍的显微照片，以及c、d)电池放电时间的红外光谱。
图3.a)纯锂暴露在大气中之前(t=0)和之后的图像(t=1200s)，b)锂暴露时间的红外光谱，c，d)来自分析波数范围的2D变焦图像。
本文利用显微傅里叶变换红外光谱和捷联惯导光谱研究了锂-空气电池放电过程中的微米和纳米尺度的红外振动特征。首先，本文介绍了一种新的电池设计，采用适合于开放式电池的碳基阴极。使用相同的电池进行操纵杆测试，两种技术都提供了有关放电产物的形成和电解质降解的有价值的信息。结果强调了三相对放电反应发生的重要性，即使在阴极表面不均匀的情况下，尽管放电速率不同，微米和纳米级的分析检测到的放电产物是相同的。通过微观FTIR表征，对该体系在放电状态下的性能进行了研究。结果表明，在恒流控制下，锂的氧化反应发生在140s的放电过程中，包括过氧化锂、碳酸盐、氢氧化物和甲酸盐。基于这些发现，本文指出了多尺度FTIR技术的适用性，并强调了高时间分辨率和高灵敏度，这使得本文所报道的方法成为研究转换电池中典型的复杂放电过程的重要工具，就像这里研究的锂-空气一样。（文：SSC）
激光通常是线偏振的，这意味着它的光波只在一个方向上振荡——在左边的例子中是向上和向下。但它也可以是圆偏振的，在右边，所以它的波像开瓶器一样绕着光传播的方向旋转。SLAC和斯坦福大学的一项新研究预测，圆偏振光可以用以前不可能的方式来 探索 量子材料。资料来源:格雷格·斯图尔特/SLAC国家加速器实验室 去年年初，COVID-19大流行关闭了能源部SLAC国家加速器实验室的实验，Shambhu Ghimire的研究小组被迫寻找另一种方法来研究一个有趣的研究目标:被称为拓扑绝缘体(TIs)的量子材料，可以在其表面导电，但不通过其内部。 瑞士国家科学基金会研究员Denitsa Baykusheva两年前加入了他在斯坦福脉冲研究所的团队，目标是找到一种方法在这些材料中产生高谐波，或HHG，作为研究它们行为的工具。在HHG中，激光通过物质照射会转变为更高的能量和更高的频率，称为谐波，就像按下吉他弦会发出更高的音调。TIs是自旋电子学、量子传感和量子计算等技术的基石，如果能做到这一点，将为科学家研究这些和其他量子材料提供新的工具。 随着实验中途停止，她和她的同事转向理论和计算机模拟，提出了在拓扑绝缘体中产生HHG的新配方。结果表明，沿激光束方向旋转的圆偏振光，会从导电表面和TI(即硒化铋)内部产生清晰、独特的信号，实际上会增强来自表面的信号。 上图展示了圆偏振激光(上图)是如何探测拓扑绝缘体(黑色)的，这是一种量子材料，在其表面导电，但不通过内部。光导致材料中的电子飞离，重新组合，并通过一个被称为高谐波产生的过程发出更高能量和频率的光(白色)。通过分析发出的光，科学家可以测量材料中电子的自旋和动量。SLAC的实验证实，这些信号是拓扑表面的唯一特征。资料来源:格雷格·斯图尔特/SLAC国家加速器实验室 当实验室重新开放进行实验，并采取了covid安全预防措施时，Baykusheva第一次开始测试这个配方。在今天发表在《纳米快报》(Nano Letters)上的一篇论文中，研究小组报告说，这些测试完全按照预期进行，从拓扑表面产生了第一个独特的签名。 “这种材料看起来与我们尝试过的任何其他材料都非常不同，”PULSE的首席研究员Ghimire说。“能够找到一种新型材料，这种材料的光学反应与其他任何材料都不同，这真的很令人兴奋。” 在过去的十几年里，Ghimire和PULSE主任David Reis做了一系列实验，证明HHG可以用以前认为不可能或甚至不可能的方式产生:将激光射入晶体、冷冻氩气或原子薄的半导体材料。另一项研究描述了如何使用HHG产生阿秒激光脉冲，通过通过普通玻璃照射激光，可以用来观察和控制电子的运动。 这种箭头图案反映了拓扑绝缘体表面电子的自旋和动量的组合。拓扑绝缘体是一种在其表面传导电流而不是通过其内部的量子材料。SLAC的实验发现圆偏振激光与这种自旋偏振耦合，产生一种独特的高谐波产生模式，这是拓扑表面的特征。资料来源:Denitsa Baykusheva/斯坦福PULSE研究所 但是量子材料坚决反对以这种方式进行分析，拓扑绝缘体的分裂特性提出了一个特殊的问题。 “当我们用激光照射TI时，表面和内部都会产生谐波。挑战在于如何将它们分开。” 他解释说，该团队的关键发现是，圆偏振光与表面和内部以截然不同的方式相互作用，促进来自表面的高谐波产生，并赋予其独特的特征。反过来，这些相互作用是由表面和内部的两个基本区别形成的:它们的电子自旋极化的程度——例如，以顺时针或逆时针方向为方向——以及它们原子晶格中的对称类型。 SLAC高功率激光实验室的实验装置示意图，科学家们使用圆偏振激光探测拓扑绝缘体——一种量子材料，在其表面导电，但不通过其内部。一个被称为高谐波产生的过程将激光转换为更高的能量和频率，或称谐波。这在探测器(箭头)中产生了偏振模式，揭示了导电表层电子的自旋和动量——拓扑表面的独特特征。来源:Shambhu Ghimire/斯坦福PULSE研究所 Ghimire说，自从该小组今年早些时候在TIs上发表了实现高氢高汞的配方以来，德国和中国的另外两个研究小组已经报告了在拓扑绝缘体中创造高氢高汞的情况。但这两个实验都是用线偏振光进行的，所以他们没有看到圆偏振光产生的增强信号。他说，这个信号是拓扑表面状态的一个独特特征。 由于强烈的激光可以将材料中的电子变成电子的汤——等离子体——研究小组必须找到一种方法来改变他们的高功率钛蓝宝石激光器的波长，使其延长10倍，从而减少10倍的能量。他们还使用非常短的激光脉冲来减少对样品的损害，这还有一个额外的好处，即允许他们以相当于百万分之一秒十亿分之一秒的快门速度捕捉材料的行为。 “使用HHG的优势在于它是一种超快的探测器，”Ghimire说。“既然我们已经确定了这种探测拓扑表面状态的新方法，我们可以用它来研究其他有趣的材料，包括由强激光或化学方法诱导的拓扑状态。” 来自斯坦福大学材料与能源科学研究所(SIMES)、密歇根大学安娜堡分校和韩国浦项 科技 大学(POSTECH)的研究人员对这项工作做出了贡献。
下面能当波动光学说明文wave optics以波动理论研究光的传播及光与物质相互作用的光学分支。17世纪，R.胡克和C.惠更斯创立了光的波动说。惠更斯曾利用波前概念正确解释了光的反射定律、折射定律和晶体中的双折射现象。这一时期，人们还发现了一些与光的波动性有关的光学现象，例如F.M.格里马尔迪首先发现光遇障碍物时将偏离直线传播，他把此现象起名为“衍射”。胡克和R.玻意耳分别观察到现称之为牛顿环的干涉现象。这些发现成为波动光学发展史的起点。17世纪以后的一百多年间，光的微粒说（见光的二象性）一直占统治地位，波动说则不为多数人所接受，直到进入19世纪后，光的波动理论才得到迅速发展。1800年，T.杨提出了反对微粒说的几条论据，首次提出干涉这一术语，并分析了水波和声波叠加后产生的干涉现象。杨于1801年最先用双缝演示了光的干涉现象（见杨氏实验），第一次提出波长概念，并成功地测量了光波波长。他还用干涉原理解释了白光照射下薄膜呈现的颜色。1809年E.L.马吕斯发现了反射时的偏振现象（见布儒斯特定律），随后A.-J.菲涅耳和D.F.J.阿拉戈利用杨氏实验装置完成了线偏振光的叠加实验，杨和菲涅耳借助于光为横波的假设成功地解释了这个实验。1815年，菲涅耳建立了惠更斯-菲涅耳原理，他用此原理计算了各种类型的孔和直边的衍射图样，令人信服地解释了衍射现象。1818年关于阿拉戈斑（见菲涅耳衍射）的争论更加强了菲涅耳衍射理论的地位。至此，用光的波动理论解释光的干涉、衍射和偏振等现象时均获得了巨大成功，从而牢固地确立了波动理论的地位。19世纪60年代，J.C.麦克斯韦建立了统一电磁场理论，预言了电磁波的存在并给出了电磁波的波速公式。随后H.R.赫兹用实验方法产生了电磁波。光与电磁现象的一致性使人们确信光是电磁波的一种，光的古典波动理论与电磁理论融成了一体，产生了光的电磁理论。把电磁理论应用于晶体，对光在晶体中的传播规律给出了严格而圆满的解释。19世纪末，H.A.洛伦兹创立了电子论，他把物质的宏观性质归结为构成物质的电子的集体行为，电磁波的作用使带电粒子产生受迫振动并产生次级电磁波，根据这一模型解释了光的吸收、色散和散射等分子光学现象。这种经典的电磁理论并非十全十美，因在关于光与物质相互作用的问题上涉及微观粒子的行为，必须用量子理论才能得到彻底的解决。波动光学的研究成果使人们对光的本性的认识得到了深化。在应用领域，以干涉原理为基础的干涉计量术为人们提供了精密测量和检验的手段（见干涉仪），其精度提高到前所未有的程度；衍射理论指出了提高光学仪器分辨本领的途径（见夫琅和费衍射）；衍射光栅已成为分离光谱线以进行光谱分析的重要色散元件；各种偏振器件和仪器用来对岩矿晶体进行检验和测量，等等。所有这些构成了应用光学的主要内容。20世纪50年代开始，特别在激光器问世后，波动光学又派生出傅里叶光学、纤维光学和非线性光学等新分支，大大地扩展了波动光学的研究和应用范围。