基于迈克尔逊干涉仪的远程测控系统研究.
迈克耳孙干涉仪实验报告
迈克耳孙干涉仪实验报告
迈克耳孙干涉仪是一种用来观察光的干涉现象的仪器，它可以帮助我们理解光
的波动性质。
在本次实验中，我们使用了迈克耳孙干涉仪来观察光的干涉现象，并记录了实验数据进行分析。
首先，我们搭建了迈克耳孙干涉仪的实验装置，确保光源、透镜、分束镜、反
射镜等各部件的位置和角度都调整到最佳状态。
然后，我们使用白光作为光源，通过分束镜将光分成两束，分别通过不同的光程到达干涉仪的两个反射镜，最后再汇聚到屏幕上形成干涉条纹。
在实验过程中，我们发现了一些有趣的现象。
当我们微调其中一个反射镜的位
置时，干涉条纹的位置和形状都发生了变化。
这表明光波在不同路径上传播时会相互干涉，产生明暗条纹。
通过观察这些条纹的位置和间距，我们可以计算出光的波长和频率，这为我们研究光的性质提供了重要的依据。
此外，我们还发现了干涉条纹的颜色随着光源的改变而改变。
这说明不同波长
的光在干涉现象中会产生不同的效果，这也是我们研究光的波动性质时需要考虑的因素之一。
通过对实验数据的分析，我们得出了一些结论。
迈克耳孙干涉仪可以帮助我们
观察光的干涉现象，并且通过干涉条纹的位置和间距可以计算出光的波长和频率。
不同波长的光在干涉现象中会产生不同的效果，这为我们研究光的波动性质提供了重要的信息。
总的来说，本次实验让我们更加深入地了解了光的波动性质，迈克耳孙干涉仪
作为一种重要的光学仪器，可以帮助我们观察和研究光的干涉现象，为我们的科研工作提供了重要的支持。
希望通过今后的实验学习，我们能够进一步探索光的奥秘，为光学领域的发展做出更大的贡献。
迈克尔逊干涉仪研究性实验报告
迈克尔逊干涉仪研究性实验报告----ef36b554-6ebc-11ec-be1e-7cb59b590d7d摘要迈克尔逊干涉仪是迈克尔逊和莫雷于1883年设计的一种精密光学仪器，用于研究以太漂移。
它采用部分振幅法产生两束光束来实现干涉。
通过调整干涉仪，可以产生等厚干涉条纹和等倾干涉条纹。
迈克尔逊干涉仪首次以光的波长为基准，将人体精度精确测量到纳米级。
它对现代物理学和现代计量科学产生了重大影响，并得到了广泛的应用，特别是在20世纪60年代激光出现之后。
一、实验原理1.迈克尔逊干涉仪的光路如图1所示，从光源发出的遗嘱光射在分束板p1上，将光束分为两部分：一部分从p1的半反射膜处反射，射向平面镜m2；另一部分从p1透射，射向平面镜m1。
因p1和全反射镜m1、m2均成45°角，所以两束光均垂直射到m1、m2上。
从m2反射回来的光透过半反射膜；从m1反射回来的光被半反射膜反射。
二者汇聚成一束光，在e处即可观测到干涉条纹。
光路中另一平行平板p2与p1平行，其材料及厚度与p1完全相同，以补偿两束光的光程差，成为补偿板。
反射镜M1固定，M2在精密导轨上来回移动，以改变两光束之间的光程差。
M1和M2背面有三个螺钉，用于调整平面镜的方向。
M1底部有两个相互垂直的弹簧。
松开它们可以使M1支架轻微变形，以精确调整M1。
在图1所示的光路中，m1’是m1被p1半反射膜反射所形成的虚像。
对观察者而言，两相干光束等价于从m1’和m2反射而来，迈克尔逊干涉仪所产生的干涉花纹就如同m1’与m2之间的空气膜所产生的干涉花纹一样。
若m1’、m2平行，则可视作折射率相同、夹角恒定的楔形薄膜。
2.单色电光源的非定域干涉条纹图21如图2所示，M2'与M1平行，距离为d。
点光源s发出的光束，对于M2'，与s'发出的光相同，即SG=s'g；对于e处的观察者，由于M2的镜面反射，s’点光源与S2处的相同，即s’M2=m2s2。
迈克尔逊干涉实验研究性报告
迈克尔逊干涉实验研究性报告迈克尔逊干涉实验是近代物理学中的一项经典实验，它通过观察两束光线在干涉仪中的干涉现象，揭示了光的波动性和光速的不变性。
本篇报告将对这项实验的原理、实验步骤以及实验结果进行介绍。
一、原理1.干涉现象干涉现象是指两束或更多光线在空间中相遇后相互叠加、干涉的现象。
在干涉仪中，当两束垂直于干涉仪平面的光线相遇时，它们会在相遇处产生明暗相间的干涉条纹。
这是因为两束光线相互干涉所引起的光强度变化。
2.迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪是由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊于1887年发明的一种干涉仪。
它由一个半反射镜、两个全反射镜和一个光源组成。
光源发出的光经半反射镜被分成两束，一束射向一个全反射镜，反射回来后再经半反射镜与另一束光线相遇，产生干涉现象；另一束光线则射向另一个全反射镜，反射回来后与上述光线相遇，同样产生干涉现象。
通过调节全反射镜的位置和角度，可以观察到不同的干涉条纹。
3.光速的不变性迈克尔逊干涉实验通过观察干涉条纹的变化，从而检验光速是否具有不变性。
根据经典力学和传统的相对论理论，认为光在不同的空间中传播时，光速应该是不同的。
然而，实验结果却表明，无论在哪个位置，光速都是不变的。
这一结果是相对论理论的基础之一，也是物理学历史上的重要事件之一。
二、实验步骤1.准备实验器材：迈克尔逊干涉仪、激光、直尺、三角架等。
2.调整干涉仪：调整半反射镜和全反射镜的角度和位置，使两束输入光互相垂直，并且在半反射镜处的光程差为零。
这可以通过观察干涉条纹的亮暗程度来进行判断。
3.调整光源：调整激光的位置和强度，保证输出光为一束平行光。
实验室通常使用激光来代替对实验的光源。
4.观察干涉条纹：将屏幕安装在干涉仪的输出端，观察干涉条纹的形成。
通常情况下，观察者会发现一系列垂直的亮暗条纹。
5.调整干涉条纹：通过调节全反射镜的位置和角度，可以改变干涉条纹的位置和形状。
观察者可以通过调整全反射镜的位置，使干涉条纹移动。
基于迈克尔逊干涉仪的激光CCD微位移测量系统研究
Vo l 110 No17 M a r12010Ζ 2010 Sci 1Tech1Engng1科 学 技 术 与 工 程Sc i ence Techno l o g y and Enginee r in g 第 10卷 第 7期 2010年 3月 1671 - 1815 ( 2010 ) 7 21628 205通信技术基于迈克尔逊干涉仪的激光 测量系统研究CC D 微位移赵育良 王淑娟(海军航空工程学院青岛分院 ,青岛 266041 )摘 要 介绍了一种可进行动态微位移激光测量系统 。
该系统以 H e 2N e 激光器为光源 ,配以去噪装置 、判向变频系统 、CCD 视 频信号的高速动态采集系统 、微机处理系统及干涉图处理软件包等 ,基于位相调制的基本原理 ,实现了微位移的精确测量 。
与 传统测量方法相比 ,其精度 、误差 、灵敏度及稳定度都有较大提高 ,并实现了微位移的全自动测量 。
关键词 线阵 CC D位相调制迈克尔逊干涉仪微位移干涉中图法分类号 TN249. 3; 文献标志码 A高精度的位移测量系统是机械 、仪表 、工具 、兵 器 、宇航等产业获得位置精度的基础 ,也是上述产业 产品及技术不断进步的制约因素 ,特别是在军事领 域 ,高精度的微位移测量有着重要的意义 。
而这些 方面光干涉计量以其能够精确到波长级的优势成为 位移测量系统的主要代表 。
本文提出一种以 H e 2N e 激光器为光源的基于位相调制原理的新型微位移测 量系统 ,与传统的测量方法相比 ,本系统利用单色性 及波长稳定性更好的 H e 2N e 激光器作为光源 ,特别 是以 CC D ( Cha rge Coup led D e vi ce )取代传统的光电 探测器作为条纹拾取工具 ,利用其分辨率 、灵敏度高 等特点与驱动电路和单片机相结合 ,配以条纹判向 、 细分系统 ,实现了对条纹的高精度细分 ,并对微位移 实现了自动精确测量 ,较大的提高了系统的测量精 度和系统的稳定性 ,并基本消除了人为的计数误差 。
基于迈克尔逊干涉原理的光纤传感器研究
国家大学生创新性计划项目结题报告
四、结构整体张拉施工方案
3 .施工方案过程详述：
③将上述部件与斜撑杆相连。
国家大学生创新性计划项目结题报告
四、结构整体张拉施工方案
3 .施工方案过程详述：
④将斜撑杆另一端连接其它节点部件。 该过程注意：由于每一节点中有两个不相交 线道分别对应结构的纵横向，为使弦线穿道 过程不发生弯折，所连部件节点中的同方向 线道应相对应，既位于节点的同一高度。
国家大学生创新性计划项目结题报告
四、结构整体张拉施工方案
3 .施工方案过程详述：
⑧整体调整。收紧花篮螺栓，使得弦 线处于微（预）张力状态。
国家大学生创新性计划项目结题报告
四、结构整体张拉施工方案
3 .施工方案过程详述：
⑨节点间定线长。通过计算发现节点间 弦线的力并不相等，为保证施力完成“后力 到形到”，我们要使节点间线等长。通过测 量定长后，安装节点上的定位螺栓将弦线定 位。
作为索穹顶的孪生兄弟，单层双向张 拉整体网格结构尚未在工程中得到应用。
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一、科研背景
3.我们的张拉整体结构
为了增进我们对张拉整
体结构的了解，促进张拉整 体结构研究的进步，我们设 计了一两米见方的单层双向 张拉整体网格结构模型。该 模型的设计与施工的研究， 为我们实现单层双向张拉整 体网格结构工程应用的梦想 迈出了坚实的一步。
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二、部件设计方案
4 .定位销
定位销是辅助施工的附加部件，实现 部件的初步定位。
组成：带螺丝孔道圆柱+螺栓杆 工作时，弦线穿过孔道后，将螺栓旋 进螺孔并顶紧弦线，以达到初步锚固弦线的 目的。
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迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告
迈克耳孙干涉仪的调节和使用实验报告一、引言迈克耳孙干涉仪是一种常用的光学仪器，用于测量光的相干性和干涉现象。
本实验旨在调节迈克耳孙干涉仪，使其达到最佳工作状态，并并利用该仪器进行干涉实验。
二、实验设备和原理实验设备包括迈克耳孙干涉仪主体、白光和单色光源、位移台、CCD摄像头和计算机等。
迈克耳孙干涉仪主体包括分束镜、反射镜和合束镜。
迈克耳孙干涉仪主要原理是利用光的干涉现象，通过使光路差相等，从而观察到干涉条纹。
当两束光相遇时，如果它们的相位差满足横纹条件，就会形成明暗相间的条纹。
三、实验步骤1. 调节干涉仪主体的位置，使得分束镜、反射镜和合束镜之间的光程差趋近为0。
2. 将白光源放置在适当位置，经过分束镜后分成两束光，分别反射到反射镜上，并被反射镜反射回来。
3. 通过移动合束镜，使得两束光在合束处相遇形成干涉。
4. 调节合束镜的位置，使得干涉条纹清晰可见。
5. 更换为单色光源，重复步骤2到步骤4，观察干涉条纹。
四、实验结果与分析通过调节迈克耳孙干涉仪的位置和合束镜的位置，成功观察到了清晰的干涉条纹。
在白光照射下，观察到了彩色的干涉条纹，而在单色光照射下，干涉条纹呈现单色。
迈克耳孙干涉仪的调节对于实验结果具有重要影响。
当光路差为0时，能够最大程度地观察到干涉现象。
而合适的合束镜位置能够使干涉条纹清晰可见，提高实验的准确性。
五、实验中的注意事项1. 在调节干涉仪时，注意光源的位置和方向，避免对实验结果产生干扰。
2. 调节合束镜时，慢慢移动并观察干涉条纹的变化，找到最佳位置。
3. 在更换为单色光源时，确保光源的颜色稳定且纯净。
六、实验总结通过本次实验，我们学习了迈克耳孙干涉仪的调节和使用方法。
我们成功观察到了干涉条纹，并了解了调节干涉仪位置和合适的合束镜位置对实验结果的影响。
干涉现象在物理学和光学领域具有重要意义，对于检测光的相干性和波长测量等方面均有广泛应用。
因此，掌握迈克耳孙干涉仪的调节和使用方法对于进行相关实验具有重要意义。
基于迈克尔逊干涉仪的激光CCD微位移测量系统研究
频信 号的高速 动态采集 系统 、 微机处理 系统及干涉 图处 理软件包等 ， 基于位相调制的基本原理， 实现 了微位 移的精 确测量。与 传统测量方法相比， 其精度 、 误差、 灵敏度及稳定度都有较大提高 ， 并实现 了微位移 的全 自动测量。
关键词
线阵 Ｃ Ｄ Ｃ
位相调制
迈克尔逊 干涉仪
度 和系统 的稳定性 ， 并基 本 消除 了人 为 的计数误差 。
两束 光 的光 程 差是 激 光 半波 长 的偶 数 倍 时 ， 束相 光
互叠 加而加 强 ， 接收屏 上形 成亮条 纹 ； 在 当光 程差 是 激光 半波 长的奇数 倍 时 ， 两束光 波相互 抵 消 ， Ｃ Ｄ 在 Ｃ 上形 成 暗条 纹 。结 果 ， 束合 成 光 的强 度加 强 或 减 两 弱， 完全是 由两束 光 的光程差 来决 定 的 ， 而光 束 １的 光程 是 固定不 变 的 ， 光束 ２的光 程 则 随被 测 物体 ０
光 束 １ 迈 克尔 逊 干 涉 仪 上 的 固定 反 射 镜 Ｍ 反 射 经
位移测 量系统 的主 要代 表 。本 文 提 出一 种 以 Ｈ －ｅ ｅＮ
激光器为光源的基于位相调制原理的新型微位移测
量系统 ， 与传统 的测 量方 法相 比 ， 系统利 用 单色性 本
及波 长稳 定 性更 好 的 Ｈ － ｅ激 光器 作 为 光源 ， 别 ｅＮ 特
第 １ Ｏ卷
第 ７期
２ １ ３月 ００年
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ＿ ０ Ｎｏ ７ Ｍ ｆ． ０１ ｌｌ ． ｉ ２ ０ ｒ ＠ ２ ０ Ｓ ｉＴ ｃ ． ｇ ｇ ０１ ｃ． ｅ ｈ Ｅｎ ｎ ．
１７ —１１ （００ ７１２ －５ ６ １ ８５ ２ １ ） －６ ８ ０
基于迈克尔逊干涉仪的远程测控系统研究
长沙理工大学研究生论文选题报告表论文名称基于迈克尔逊干涉仪的远程测控系统研究姓名：宾峰学号：12111040994学位级别：硕士学科专业：电子科学与技术研究方向：电路与系统指导教师：唐立军所属单位：物理与电子科学学院填表说明1.研究生应根据本表所提出的要点，在教研室作选题报告，充分听取意见，并作修改后填写此表。
2.本表一式二份，经教研室及学院批准后，研究生所在学院及研究生各一份。
一、课题来源、国内外研究现状与水平及研究意义、目的。
（附主要参考文献）目前，针对人工计数的缺点，研究人员提出了关于条纹自动计数器的诸多方案，其中主要的两种方案是光电传感器测量法和线阵CCD测量法。
光电传感器测量法是使用光电头对准迈克尔逊干涉环中心处，此时，光电头中的光敏管会随着光强信号的变化产生不同大小的光电流。
这样就将干涉环的变化转变为电信号的变化，只要对电信号进行一定的处理，就可实现对干涉环的计数。
但也存在如下缺点:该方法对器件的摆放要求过于苛刻，且随着测量的进行，条纹的厚度也将出现变化，需随着测量的进行不断地调整器件位置，增加了实际操作的复杂性。
线阵CCD测量法是利用线阵CCD传感器将干涉环光信号转化为电信号的图像信号捕获与转换模块，再对来自线阵CCD传感器的电信号转化为数字信号，最后将数据送至微机进行处理，在微机中实现自动计数。
这样解决了光电传感器定位难和操作繁琐的缺点，同时借助微机强大的运算功能，进行数字滤波等操作进一步优化图像，通过对应像素点灰度值的变化实现自动计数。
缺点:在数据处理方面，仅对干涉环的一维信息进行研究，计数结果过度依赖于采集到的线性区域，同时无法显示干涉环的二维真实图像，不能满足干涉环完整信息研究的需求，对于线性数据的处理也无法充分发挥微机强大的运算功能，在智能处理上存在很大的改善空间。
南京邮电大学、合肥电子工程学院都设计了一套基于单片机的干涉条纹自动监测装置，其系统都是由角位移编码器、光敏电阻组成的感光电路和单片机组成[5] [6]，其中角位移编码器与微调手轮相连（微调手轮通过人工调节），并将转轴的旋转角度转化为电信号脉冲个数[7]。
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长沙理工大学
研究生论文选题报告表论文名称基于迈克尔逊干涉仪的远程测控系统研究
姓名：宾峰
学号：12111040994
学位级别：硕士
学科专业：电子科学与技术
研究方向：电路与系统
指导教师：唐立军
所属单位：物理与电子科学学院
填表说明
1.研究生应根据本表所提出的要点，在教研室作选题报告，充分听取意
见，并作修改后填写此表。
2.本表一式二份，经教研室及学院批准后，研究生所在学院及研究生各
一份。
一、课题来源、国内外研究现状与水平及研究意义、目的。
（附主要参考文献）
目前，针对人工计数的缺点，研究人员提出了关于条纹自动计数器的诸多方案，其中主要的两种方案是光电传感器测量法和线阵CCD测量法。
光电传感器测量法是使用光电头对准迈克尔逊干涉环中心处，此时，光电头中的光敏管会随着光强信号的变化产生不同大小的光电流。
这样就将干涉环的变化转变为电信号的变化，只要对电信号进行一定的处理，就可实现对干涉环的计数。
但也存在如下缺点:该方法对器件的摆放要求过于苛刻，且随着测量的进行，条纹的厚度也将出现变化，需随着测量的进行不断地调整器件位置，增加了实际操作的复杂性。
线阵CCD测量法是利用线阵CCD传感器将干涉环光信号转化为电信号的图像信号捕获与转换模块，再对来自线阵CCD传感器的电信号转化为数字信号，最后将数据送至微机进行处理，在微机中实现自动计数。
这样解决了光电传感器定位难和操作繁琐的缺点，同时借助微机强大的运算功能，进行数字滤波等操作进一步优化图像，通过对应像素点灰度值的变化实现自动计数。
缺点:在数据处理方面，仅对干涉环的一维信息进行研究，计数结果过度依赖于采集到的线性区域，同时无法显示干涉环的二维真实图像，不能满足干涉环完整信息研究的需求，对于线性数据的处理也无法充分发挥微机强大的运算功能，在智能处理上存在很大的改善空间。
南京邮电大学、合肥电子工程学院都设计了一套基于单片机的干涉条纹自动监测装置，其系统都是由角位移编码器、光敏电阻组成的感光电路和单片机组成[5] [6]，其中角位移编码器与微调手轮相连（微调手轮通过人工调节），并将转轴的旋转角度转化为电信号脉冲个数[7]。
五邑大学设计的干涉条纹计数器在上述系统上增加了一个检测背景的光敏电阻感光电路，该光敏电阻置于没有条纹的光屏处，通过检测条纹的光敏电阻感光信号减去检测背景的光敏电阻感光信号的方法消除背景光的干扰信号；天津城市建设学院在上述系统的基础上增加了一个电动机[8]，实现了机械调节微调手轮，但并没有实现单片机对该电动机的控制，其实验装置结构图如图8。
图8采用光电传感器的干涉条纹计数装置
浙江海洋学院设计的干涉条纹计数装置是使用CCD摄像头捕捉干涉图样，然后将视频数据通过USB传至PC端，虽然该设计对视频数据进行了均值滤波等算法处
图9 采用线性CCD传感器的条纹计数器系统组成框图
二、研究内容、拟采取的研究方法、实验过程、预期成果。
图2 OV7725像素输出时序
图像采集思路是使用场中断和行中断加DMA传输，程序步骤如下：
图3 UDN2916应用电路
在本应用中，步进电机采用两相四线步进电机，UDN2916芯片的两组电路分别控制步进电机的两组线圈，理论上电机线圈通过的最大电流I(MAX)=VFEF/10/RS，
当于图三中的R45和R43；图中R40和R41应采用精度不低于1%的电阻，C40和C41应采用类型且精度不低于5%的电容，从而可以有效固定电机驱动关闭时间，达到电机线
图4 MCU与W5300的硬件连线
在对W5300初始化过程中，需要配置数据传输模式（本设计采用UDP协议）
网关地址、子网掩码、IP源地址、IP目的地址、IP目的端口和源端口的接收、
图6 内部PHY及LED信号
2.4 MCU最小系统
MCU采用飞思卡尔的MK60FX512VLQ15，该芯片的系统频率可超调至275M赫兹，非常适合于快速的图像采集和网络数据传输，该芯片具有硬件单精度浮点运算单元，
图6 MK60FX512VLQ15最小系统
三、已进行的科研工作基础和已具备的科学研究条件（包括在哪个实验室进行试验，主要的仪器设备等），对其他单位的协作要求。
四、科研论文工作的总工作量（估计）、分研究阶段的进度（起迄日期）和要求。
19。