基本原理：彩色成像

1.互补色的概念 不同波长的光在人的视觉中反映为不同颜色，随波长的增加依次得到红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色，其中红、绿、蓝是三种基本色，不同比例的红、绿、蓝叠加可以配出各种自然色彩。

已知白色光是由从红色到紫色的连续光谱组合而成。试验还证明白光也可以由两种不同波长的单色光混合而成，如红+青、黄+蓝、绿+紫以及橙+青蓝等以一定比例混合都可产生白光的感觉，通常把两种相互配合后能产生白光的色光称为互补色。显然，如果从白光中除去一种波长的单色光，剩余光则显示出该单色光的补色，即白-红=青色、白-蓝=黄色、…。互补色的概念在金相试样彩色成像以及彩色摄影中均有重要的意义。

2.金相试样彩色衬度的获得 常规金相试样的侵蚀只是使抛光表面产生凹凸不平，从而显示组织。由于组织中各个相的反光能力往往相差不大，故灰度差较小。用于彩色金相分析的试样，必须在表面形成一层透明薄膜，该膜改变了光的反射特点，使入射到抛光表面的光线通过两个界面（空气/薄膜、薄膜/金属）发生反射（图5-25）。这两束光的传播方向相同，如满足一定条件则可能发生干涉，当入射光为一束由连续光谱组成的白光时，其中必定有某一波长的光正好满足消光干涉的位相条件而被减弱，这时的反射光不再是白色，而是该相干波长所对应的补色。对于多相合金，不同的相上所形成的膜厚往往是不均匀的，使各个相上两束反射光的光程差不同，从而引起位向差的不同。于是各个相发生消光干涉的波长有所差异，它们呈现不同的补色，形成了色调丰富的彩色图像。即使两相的膜厚相同，也同样会由于各相上膜的性质不同，或各相的光学常数不同而改变消光干涉的波长，从而得到彩色图像，只是彩色衬度不如非均厚膜试样的鲜明。

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图5-25 光在覆有薄膜的金属表面上的反射特征

已知膜的厚度对于发生消光干涉的波长有直接的影响，随着膜厚的增加所显示的补色呈现周期性变化，相应地产生0级、1级、2级……干涉。发生0级干涉的膜厚范围很窄，工艺上很难控制，而2级以上干涉时，各种干涉色又互相重叠，使颜色变得灰暗。因此，膜厚应控制在一级干涉带附近，对应的膜厚约100nm（1000A°）。此外，为了使补色具有丰富多变的色调，一定要使消光干涉的波长处于绿色波段中。在制膜过程中可以采用下述方法予以控制：当颜色变到紫色或蓝色（随膜厚的增加，用肉眼观察试样表面的颜色变化由黄→红→品红→紫→蓝→青）时，应立即终止制膜。此时各相的消光波长大致都进入一级干涉的绿色波段，显微观察时各相具有丰富的色调。