臺灣博碩士論文加值系統

本論文是根據光受挫式內部全反射方法利用稜鏡的耦合來激發表面電漿波，量測出氯氣與鹵族甲烷(氟甲烷、氯甲烷、溴化甲烷、碘甲烷)之共振角度。研究過程中，我們使用Otto組態與KR組態分別對氯氣與鹵族甲烷做特別的分析研究，經由鹵族氣體的微小介電常數差異，透過模擬實驗分析後，仍然可以準確的判斷出待測氣體之共振角度與吸收的深度，所以利用此光學式量測系統來量測可說是具有相當之靈敏性。藉由量測出之氣體共振角度與尋找出的氣體間隙或金屬薄膜厚度之關係，期盼未來能夠實際的製作出監測系統，應用於工業安全上對人體有害的氣體的偵測，經由監測系統的防護，適時的提出警報，以維護勞工在其職場上的安全，並減少工作意外的發生。

This research used the optical frustrated total internal reflection by the coupling of prisms to excite surface plasma waves to measure the resonant angle of the chlorine and Halogen-methane (including the fluoromethane, chloromethane, bromomethane, and iodomethane). During the process of this research, the Otto configuration and KR configuration are used to proceed the special analysis on the chlorine and Halogen-methane, and through the simulative experimental investigation into the tiny variation of dielectric constants of Halogen gas, the resonant angle and depth of absorption of the to-be-investigated gas can be accurately measured. Thus, this optical measuring system can be confirmed with high sensitivity. The measurement of the resonant angle and findings of gas gap or metal film are expected to practically apply to the industrial safety investigation into harmful gas channels in the future. Through the protection of the investigating system, the warning information can be given in time, the labor’s safety in the work place can be ensured, and the occurrence of work accidents can be prevented.

中文摘要………………………………………………………………i
英文摘要………………………………………………………………ii
誌謝……………………………………………………………………iii
目錄……………………………………………………………………iv
表目錄…………………………………………………………………vi
圖目錄…………………………………………………………………vii
符號說明………………………………………………………………x
第一章 緒論……………………………………………………………1
1.1 前言………………………………………………………………1
1.2 研究動機與方法…………………………………………………2
1.3 章節概述…………………………………………………………3
第二章 基本理論………………………………………………………4
2.1 光學理論…………………………………………………………4
2.1.1 反射定律………………………………………………………4
2.1.2 折射定律………………………………………………………5
2.1.3 全反射…………………………………………………………7
2.2 表面電漿波之簡介與理論………………………………………8
2.2.1 表面電漿波之演進……………………………………………8
2.2.2 表面電漿波之色散關係………………………………………9
2.2.3 激發表面電漿波之組態與受挫式內部全反射之原理………13
2.2.4 三層系統之反射率……………………………………………16
2.3 氯氣及鹵素甲烷簡介……………………………………………18
第三章 實驗系統架構…………………………………………………20
3.1 實驗量測方法……………………………………………………20
3.1.1 Otto組態的實驗模組架構……………………………………20
3.1.2 KR組態的實驗模組架構………………………………………21
3.2 實驗光路架設……………………………………………………22
3.3 實際運用之氯氣及鹵素甲烷氣體設計…………………………24
第四章 實驗模擬分析…………………………………………………26
4.1 利用Otto組態方式………………………………………………27
4.1.1 Otto組態之氯氣測量…………………………………………27
4.1.2 Otto組態之氟甲烷測量………………………………………30
4.1.3 Otto組態之氯甲烷測量………………………………………34
4.1.4 Otto組態之溴甲烷測量………………………………………37
4.1.5 Otto組態之碘甲烷測量………………………………………40
4.1.6 利用Otto組態對氯及鹵素甲烷量測之分析…………………43
4.2 利用KR組態方式…………………………………………………48
4.2.1 KR組態之氯氣測量……………………………………………48
4.2.2 KR組態之氟甲烷測量…………………………………………51
4.2.3 KR組態之氯甲烷測量…………………………………………54
4.2.4 KR組態之溴甲烷測量…………………………………………57
4.2.5 KR組態之碘甲烷測量…………………………………………60
4.2.6 利用KR組態對氯及鹵素甲烷量測之分析……………………63
4.3 採用銀薄膜與金薄膜對氯及鹵素甲烷量測之分析比較………64
4.4 Otto組態與KR組態方式量測之比較……………………………69
4.5 模擬結論…………………………………………………………70
第五章 結論……………………………………………………………72
參考文獻………………………………………………………………74
簡歷……………………………………………………………………77

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