实验七 CCD多道光强分布测量
光强分布的测量实验报告
光强分布的测量实验报告光强分布的测量实验报告引言光是我们日常生活中不可或缺的一部分，而了解光的特性对于很多科学研究和技术应用都至关重要。
光强分布是指光在空间中的强度变化情况，它对于光的传播和衍射现象有着重要影响。
本实验旨在通过测量光强分布，深入了解光的特性，并探索光在不同介质中的传播规律。
实验方法1. 实验器材准备为了测量光强分布，我们需要准备以下器材：激光器、光电二极管、光屏、光强测量仪等。
2. 实验设置将激光器置于实验室中央，调整其位置和角度，使得激光束尽可能垂直地照射到光屏上。
在激光束出射方向上放置光电二极管，并将其连接到光强测量仪上。
3. 实验步骤a. 打开激光器，并调整其功率，使得激光束的强度适中。
b. 将光屏放置在激光束的传播路径上，确保激光束能够均匀地照射到光屏上。
c. 将光电二极管放置在离光屏一定距离的位置上，并将其与光强测量仪连接好。
d. 打开光强测量仪，并进行校准。
e. 将光电二极管沿着光屏上的一条直线移动，同时记录下每个位置对应的光强数值。
f. 重复以上步骤，改变光屏和光电二极管的相对位置，测量不同条件下的光强分布。
实验结果与讨论通过实验测量，我们得到了不同位置处的光强数值，并绘制出了光强分布曲线。
在理想情况下，我们预期光强应该呈现出中心亮度高、向周围逐渐减弱的分布形态。
然而，在实际测量中，我们发现光强分布曲线并不完全符合这一预期。
首先，我们观察到在光束中心位置，光强确实较高，符合我们的预期。
然而，随着距离光束中心的远离，光强并没有像预期的那样逐渐减弱。
相反，我们观察到在一定距离后，光强开始出现周期性的变化。
这种现象可以解释为光的衍射现象，即光波在通过障碍物或边缘时发生弯曲和扩散。
此外，我们还发现光强分布曲线的形状与光屏和光电二极管的相对位置有关。
当光电二极管与光屏的距离较近时，我们观察到光强分布曲线更加集中，而距离较远时，曲线更加扩散。
这说明光在不同介质中的传播会受到介质的影响，光的传播路径会发生变化。
实验六： CCD多道光强分布测量
实验六 CCD 多道光强分布测量随着科技进步，当今先进的光谱实验室已不再使用照相干版法获得光谱图形，先进的光学实验室不再用测量望远镜或丝杠带动光电池来测量干涉、衍射花样的光强分布，所使用的都是以CCD 器件为核心构成的各种光学测量仪器。
LM99PC 单缝衍射仪/多道光强分布测量系统用线阵CCD 器件接收光谱图形和光强分布，经过微处理系统的分析处理，在监视器上显示出光强曲线，并以之为对象进行测量而展开实验。
LM99MP 具有分辨率高（微米级），实时采集、实时处理和实时观测，物理现象显著，物理内涵丰富等明显的优点。
一、实验目的CCD 单缝衍射仪用于光学实验项目中作单缝、单丝、双缝、多缝、双光束等的干涉、衍射实验。
通过采集系统实时获得曲线，测量其相对光强分布和衍射角，进而测量单缝的缝宽、单丝的直径、光源的波长、双缝的缝宽和缝间距、光栅常数、激光束发散角测量等。
二、实验原理光的衍射现象是光的波动性的一种表现，可分为菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射两类。
菲涅耳衍射是近场衍射，夫琅禾费衍射是远场衍射，又称平行光衍射。
见图8。
将单色点光源放置在透镜L1的前焦面，经透镜后的光束成为平行光垂直照射在单缝AB 上，按惠更斯--菲涅耳原理，位于狭缝的波阵面上的每一点都可以看成一个新的子波源，他们向各个方向发射球面子波，这些子波相叠加经透镜L2会聚后，在L2的后焦面上形成明暗相间的衍射条纹，其光强分布规律为：220sin ϕϕθI I = （1）其中 ϕπλθ=a sin ，a 是单缝宽度，θ是衍射角，λ为入射光波长。
图1 单缝衍射参见图2，由（1）式可见：1、 当θ=0时，I I θ=0，为中央主极大的强度，光强最强，绝大部分的光能都落在中央明纹上。
2、 当sin (,,)θλ==±±K aK 12 时，I θ=0，为第K 级暗纹。
由于夫琅禾费衍射时，θ很小，有θ≈Sin θ，因此暗纹出现的条件为： θλ=K a（2） 3、从式（2）可见，当K=±1时，为主极大两侧第一级暗条纹的衍射角，由此决定了中央明纹的宽度 aλθ20=∆ 其余各级明纹角宽度ak λθ=∆所以中央明纹宽度是其它各级明纹宽度的二倍。
ccd检测实验实验报告
ccd检测实验实验报告CCD检测实验实验报告引言：CCD（Charge-Coupled Device）是一种光电转换器件，广泛应用于图像传感、光学测量等领域。
本实验旨在通过对CCD的检测实验，探究其在不同条件下的工作性能，并研究其在图像传感方面的应用。
一、实验目的本实验的主要目的有以下几点：1. 了解CCD的基本原理和结构。
2. 掌握CCD的工作特性及其在图像传感方面的应用。
3. 研究CCD在不同条件下的工作性能，如光照强度、温度等因素对其影响。
二、实验原理CCD是由一系列电荷传输单元组成的，其结构类似于电容器阵列。
当光照射到CCD表面时，光子会激发出电子，这些电子被聚集到电荷传输单元中，并通过电压控制进行传输。
最后，这些电子被转化为电压信号，进而形成图像。
三、实验步骤1. 准备工作：将CCD与电路连接好，并将其固定在实验台上。
2. 调节光照强度：调整光源的亮度，使其光照强度适合实验要求。
3. 测量电压信号：使用万用表测量CCD输出的电压信号，并记录下来。
4. 改变光照强度：调整光源的亮度，再次测量电压信号，并记录下来。
5. 改变温度条件：通过加热或冷却CCD，改变其工作温度，并测量电压信号。
6. 分析数据：根据实验数据，分析CCD在不同条件下的工作性能。
四、实验结果与讨论通过实验测量，我们得到了一系列CCD输出的电压信号数据。
根据这些数据，我们可以观察到以下现象和规律：1. 光照强度与电压信号呈正相关关系：随着光照强度的增加，CCD输出的电压信号也随之增加。
这是因为更多的光子被激发出电子，使得电荷传输单元中的电荷量增加。
2. 温度对CCD工作性能的影响：随着温度的升高，CCD的输出电压信号会减小。
这是因为温度升高会增加电子的热激发，导致电子从电荷传输单元中泄漏出去，减少了输出电压信号。
3. CCD的线性范围：在一定范围内，CCD的输出电压信号与光照强度呈线性关系。
但当光照强度过高或过低时，CCD的输出电压信号会出现非线性的情况。
光强分布的测量
光强分布的测量实验一、实验目的１．观察单缝衍射现象，加深对衍射理论的理解。
２．会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布，掌握其分布规律。
３．学会用衍射法测量微小量。
4．验证马吕斯定律。
二、实验原理如图1所示，图1 夫琅禾费单缝衍射光路图与狭缝E 垂直的衍射光束会聚于屏上P 0处，是中央明纹的中心，光强最大，设为I 0，与光轴方向成Ф角的衍射光束会聚于屏上PA 处，PA 的光强由计算可得：式中，b 为狭缝的宽度，λ为单色光的波长，当0=β时，光强最大，称为主极大，主极大的强度决定于光强的强度和缝的宽度。
当πβk =，即：220sin ββI I A =)sin (λφπβb =bKλφ=sin ），，，⋅⋅⋅±±±=321(K时，出现暗条纹。
除了主极大之外，两相邻暗纹之间都有一个次极大，由数学计算可得出现这些次极大的位置在β=±1.43π，±2.46π，±3.47π，…，这些次极大的相对光强I/I0依次为0.047，0.017，0.008，…图2 夫琅禾费衍射的光强分布夫琅禾费衍射的光强分布如图2所示。
图3 夫琅禾费单缝衍射的简化装置用氦氖激光器作光源，则由于激光束的方向性好，能量集中，且缝的宽度b 一般很小，这样就可以不用透镜L 1，若观察屏（接受器）距离狭缝也较远（即D 远大于b ）则透镜L2也可以不用，这样夫琅禾费单缝衍射装置就简化为图3，这时，由上二式可得三、实验装置激光器座、半导体激光器、导轨、二维调节架、一维光强测试装置、分划板、可调狭缝、平行光管、起偏检偏装置、光电探头、小孔屏、数字式检流计、专用测量线等。
Dx /ta n s i n =≈φφxD K b /λ=图4 衍射、干涉等一维光强分布的测试四、实验步骤1. 接上电源（要求交流稳压220V ±11V ，频率50H Z 输出），开机预热15分钟；2. 量程选择开关置于“1”档，衰减旋钮顺时针置底，调节调零旋钮，使数据显示为－.000； （一）单缝衍射一维光强分布的测试1、 按图4搭好实验装置。
CCD的性能测试实验报告
CCD的性能测试实验报告一．实验目的：测试CCD的性能参数（暗流，曝光时间和制冷温度）并找到它们的关系。
二．实验原理；CCD是电耦合器件：组成电荷耦合器件的基本元件(光敏元件)是电荷贮存电容器，它采用电荷耦合的方法将二维的信号输出CCD性能优良，这主要表现在：①量子效率高：这是它最大的优点，平均而言量子效率可达30%～50%，大约是一般照相底片的100倍；最高可达90%。
②分光相应范围宽：CCD的分光响应范围为400～1100nm，比一般照相乳剂的灵敏波段范围（350～700nm）向近红外波段延展了很多。
③线性好：成像强度与入射光流量成正比，而且有很好的线性关系。
④动态范围宽：动态范围是指可探测的最暗星与最亮星的星等差。
CCD的动态范围可达105，远远优于底片。
⑤分辨本领高。
像素的尺度越小分辨率越高。
目前生产的CCD其像素尺度为9～25μm ，这与细颗粒的底片分辨本领相当。
CCD使用中也存在一些需要注意解决的问题和困难：①CCD成像面积越大技术制造上越困难；采用小面积拼接的办法也需要尖端技术的支持。
②存在零秒曝光，即在不露光的情况下，由于栅偏压而引起的电子潜像也存在，这应在观测资料处理中加以扣除。
③CCD与光电倍增管一样也有暗流，即在无光照时也有输出。
暗流随温度而改变，一般每降低5～7℃，暗流就减小一半。
所以应将器件冷却到足够低的温度。
专业应用的CCD常用液氮（装在杜瓦瓶内）制冷，使温度低于 -110℃；业余观测使用的CCD系统，多采用半导体制冷。
观测时需要单独测定暗流，并在资料处理中加以扣除。
④CCD器件各个像素的量子效率不一，这种基底（也叫“平场”）的不均匀性会造成成像失真。
因此观测天体之后通常要测定平场，即利用一均匀光源照射或对天空背景进行单独观测，存储其图像，然后在资料处理中加以扣除掉（天体的图像除以平场）。
本实验主要对暗流拍摄和分析，使用ST7和ST9种型号。
三．实验步骤1.将CCD与计算机连接，将CCD连线连接在计算机的USB口上2.给CCD和计算机加电，启动CCD和计算机3.启动CCDops for Windows 软件。
光强分布的测量光强分布的测量光强分布的测量光强分布...
实验4-44 光强分布的测量光强分布的测量光强分布的测量指南预习指南光的干涉现象和光的衍射现象有力地说明了光具有波动性。
特别是衍射现象的存在，不仅为光的本性的研究提供了重要的实验依据，还深刻地反映了光子（或电子等其他量子力学中微观粒子）的运动是受不确定关系制约的。
对光的衍射现象的研究，不仅有助于加深对光的波动性的理解，也是学习近代光学技术的实验基础。
光的偏振现象进一步揭示了光的横波性。
偏振现象的存在，使人们对光的传播规律有了新的认识。
偏振光在光学计量、应力分析、薄膜技术、光通信技术等领域的应用非常广泛。
光的偏振有别于光的其他性质，人的感官不能感觉偏振的存在，需要借助于各种检偏器来观察。
光强分布的测量技术是现代高新技术中的重要测量技术之一。
在实际测量中，常采用间接测量方法，将光信号转换为电信号，通过对电信号的测量，来了解光信号的情况。
利用光电器件测量和探测光强在空间的分布变化情况，是近代测量技术中常用的光强测量方法之一。
本实验是一个物理光学实验，主要实验目的是加深对光的衍射现象和偏振现象的理解，初步掌握光电器件测量相对光强分布的基本原理和方法。
所用的主要数据处理方法是作图法。
适合于光学、机械、电器、电工、自动化等众多理工科专业的学生选做，难度系数：1.00。
实验内容实验内容1．正确使用光学元件，并调节各光学元件的共轴。
2．正确调节和使用数字式检流计。
3．观察衍射现象，并正确记录现象。
4．测量单缝衍射光强分布方法正确、数据分布合理。
5．正确观测光的偏振现象，验证马吕斯定律测量数据合理。
6．数据记录条理清晰，数值和有效数字正确。
实验实验仪器仪器仪器1、WGZ-II 型光强分布测试仪；2、数字式检流计WGZ-II 型光强分布测试仪数字式检流计预习要求预习要求1.了解光的衍射、干涉和偏振现象，认识光的衍射、干涉和偏振的基本规律。
2.理解夫琅禾费衍射的条件以及实验是如何满足的。
3.理解单缝衍射的基本原理和光强分布特点。
CCD光电测量实验报告
CCD光电测量实验报告一、实验目的本次实验旨在利用CCD光电测量仪对光的强度进行测量，并探究光强与入射光源强度、光透过介质厚度之间的关系。
二、实验原理CCD光电测量仪是一种利用CCD传感器对光信号进行接收和处理的仪器。
在实验中，我们使用的CCD光电测量仪由一个光电二极管和一个CCD传感器组成。
当光线入射到光电二极管上时，产生的电流信号经过放大和数字化处理后，可以得到与光强相关的电压值。
根据光强与入射光源强度和介质厚度之间的关系，我们可以得到以下公式：I=I₀e^(-αx)，其中I为通过介质的光强，I₀为入射光源的强度，α为吸收系数，x为介质的厚度。
三、实验步骤1.将光源与CCD光电测量仪连接起来，确保光线可以正常射入光电二极管。
2.打开CCD光电测量仪的软件，将测量仪初始化，并进行预热。
3.调整光源的强度，使得在测量时可以得到较高的信号强度。
4.在CCD光电测量仪的软件中设置测量参数，包括采样频率和采样时间等。
5.将待测介质放置在光源和CCD光电测量仪之间，并调整介质的厚度。
6.开始测量，并记录测量结果。
四、实验结果和分析通过实验我们获得了一系列的测量数据，并利用这些数据绘制了光强随介质厚度变化的曲线图。
根据图中的曲线，我们可以看出光强随着介质的厚度增加而减小，符合指数衰减的规律。
同时，我们还可以利用测量的数据拟合出吸收系数α的取值。
通过进一步的分析，我们发现光强与入射光源强度之间的关系不是线性的，而是服从指数衰减的规律。
这是因为光在介质中会被吸收、散射等过程所影响，导致光的强度随着传播距离的增加而减小。
五、实验总结本次实验使用CCD光电测量仪对光强进行测量，得到了光强与入射光源强度、介质厚度之间的关系。
通过实验我们发现，光强随着介质厚度的增加而减小，符合指数衰减的规律。
这为我们进一步研究光在介质中传播和吸收的过程提供了一定的理论依据。
在实验过程中，我们还发现了一些问题，例如实验中产生的误差以及测量过程中的误差。
光强分布的测量
光强分布的测量光强是指光线在单位面积上的能量，是光学中的一个重要参数。
光强的测量是光学技术中常见的实验方式，可用于研究光线的传播规律、探究材料的光学性质等。
本文将介绍光强分布的测量，包括测量方法、仪器及应用领域等方面。
光强分布的测量方法主要有以下几种：1、直接测量法直接测量法是通过特定的测量仪器对光线进行测量，得出光线的光强数据。
例如，光电管测量仪器和光计等仪器可以直接测量光线的光强，通过这些仪器可以快速、简单地进行光强分布的测量。
但是需要注意的是，由于光线的强弱差别很大，所以在实际测量中需要根据实际情况调节测量仪器的灵敏度来保证数据的准确性。
2、干涉法干涉法是通过光干涉现象来测量光强分布的一种方法。
这种方法需要使用干涉仪，将两条光线进行干涉，然后根据干涉条纹的形状和强度来推算出光线的光强分布。
干涉法具有高精度、高稳定性等优点，可以应用于光学领域的很多实验研究中。
3、散斑法散斑法是通过散斑的形成来推算出光线的光强分布。
散斑是指光线在穿过一个不透明物体或介质时，在物体或介质背面产生的不规则光斑。
使用散斑法测量光强分布需要使用散斑板或散斑屏等仪器，利用像场显微镜、摄像机等设备观察散斑图样，再进行分析计算。
光强分布的测量仪器有很多种类，具体的选择需要根据实验需要和测量对象来确定。
以下是几种比较常见的仪器：1、光电管测量仪器光电管测量仪器是指一类可以测量光线光强的仪器，内部通常包含一个光源和一个光电管，通过测量光电管输出的电流大小来得出光线的光强。
光电管测量仪器具有精度高、操作简单等优点，常用于光学实验室中的各种实验测量。
2、光计光计是一种通过干涉计算光线光强的仪器。
内部通常包含一个激光器、半透镜、物镜、接受器、探测器、计算机等设备，通过干涉计算的方式来推算出光线的光强分布。
光计具有精度高、稳定性好等优点，常被应用于高精度光学测量中。
散斑板是一种可以制造出散斑效应的光学仪器。
其表面一般被镀上特殊的光学膜，在光线照射下会产生散斑现象。
光学多道测量
光学多道测量光谱【摘要】光学多通道分析器（Optical Multichannel Analyzer）简称OMA，是一种采用多通道快速检测和显示微弱光谱信号的电子光学仪器。
本实验使用汞灯与与汞的特征波长对光学多通道分析器进行定标。
并用定标后的仪器对钠光、氘光波长进行测量。
【关键字】多通道测量、CCD、光谱【正文】一、实验原理1、电荷耦合器件(CCD)电荷耦合器件(Charge—Coupled Device)是一种以电荷量表示光量大小，用耦合方式传输电荷量的新型器件。
它具有自扫描、光谱范围宽、动态范围大、体积小、功耗低、寿命长、图1—8. （a）. p 型Si 表面附近的耗尽层, (b). p 型Si 表面附近的反型层.可靠性高等一系列优点。
自1970 年问世以来，发展迅速、应用广泛。
CCD 线列已用于光谱仪，将它置于光谱仪的光谱面，一次曝光就可获得整个光谱，并且易于与计算机连接。
面阵CCD 已用于电视摄像机和卫星遥感器。
CCD 基本结构和MOS(金属一氧化物一半导体)器件一样，衬底是硅半导体。
如图1—8，硅表面有一层二氧化硅薄膜，再上面是一层金属，作为电极。
这样，在硅和电极之间形成一个小电容，在其两端加一偏压就产生一个与硅表面垂直的电场。
如果衬底是p 型Si，金属电极置于高电位，电场的方向则从金属指向p 型半导体。
在金属界面积累了一层正电荷，p型半导体界面处的空穴被排斥，只剩下带负电荷的受主杂质离子，形成一耗尽层。
耗尽层的杂质离子是不能自由移动的，对导电作用没有任何贡献。
随着电压的增加，耗尽层将逐渐展宽。
在耗尽区内或附近，由于光子的作用产生了电子一空穴对，电场将电子吸引到半导体与绝缘体的界面。
这些导体中的电子是可以自由运动的，是参与导电的载流子，它们在界面形成了一个n 型半导体层。
它与原衬底的导电类型相反。
故称为反型层。
反型层内电子的数目取决于光生电子—空穴数的累积值，器件曝光时间越长，此电荷包中电子的数目就增多，耗尽层的宽度逐渐变窄。
光强分布测量实验报告
实验名称：光强分布测量实验实验目的：1. 了解光强分布的基本原理和测量方法。
2. 通过实验，掌握光强分布的测量技术。
3. 分析光强分布的特点，验证相关理论。
实验原理：光强分布是指光在空间中的强度分布，它是描述光传播特性的一种重要参数。
本实验采用单缝衍射原理，通过测量不同位置的光强，分析光强分布规律。
实验仪器：1. 激光器2. 单缝衍射装置3. 光电探测器4. 数据采集系统5. 计算机实验步骤：1. 将激光器发出的光束通过单缝衍射装置，调节单缝宽度，使衍射光束照射到光电探测器上。
2. 使用数据采集系统实时采集光电探测器接收到的光强信号。
3. 改变光电探测器的位置，记录不同位置的光强数据。
4. 分析光强分布规律，绘制光强分布曲线。
实验结果与分析：1. 光强分布曲线：实验得到的单缝衍射光强分布曲线如图1所示。
从图中可以看出，光强分布具有以下特点：（1）光强分布呈中心亮、两侧暗的规律，形成一系列明暗相间的条纹。
（2）光强分布存在明暗条纹的周期性变化，即光强分布呈现周期性变化。
（3）明暗条纹的间距随着距中心位置的增加而增大。
2. 光强分布规律：根据单缝衍射原理，可以推导出光强分布的公式：\[ I = I_0 \left( \frac{\sin(\theta)}{\theta} \right)^2 \]其中，\( I \)为光强，\( I_0 \)为中心光强，\( \theta \)为衍射角。
通过实验测量得到的光强分布曲线与理论公式吻合较好，验证了单缝衍射原理的正确性。
3. 影响光强分布的因素：（1）单缝宽度：单缝宽度越小，衍射现象越明显，光强分布曲线越宽。
（2）入射光波长：入射光波长越长，衍射现象越明显，光强分布曲线越宽。
（3）探测器位置：探测器位置不同，光强分布曲线形状不同。
实验结论：1. 本实验通过单缝衍射原理，成功测量了光强分布，验证了光强分布规律。
2. 实验结果表明，单缝衍射光强分布具有周期性变化，且与理论公式吻合较好。
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实验七 CCD 多道光强分布测量随着科技进步，当今先进的光谱实验室已不再使用照相干版法获得光谱图形，先进的光学实验室不再用测量望远镜或丝杠带动光电池来测量干涉、衍射花样的光强分布，所使用的都是以CCD 器件为核心构成的各种光学测量仪器。
LM99MP 单缝衍射仪/多道光强分布测量系统用线阵CCD 器件接收光谱图形和光强分布，经过微处理系统的分析处理，在监视器上显示出光强曲线，并以之为对象进行测量而展开实验。
LM99MP 具有分辨率高（微米级），实时采集、实时处理和实时观测，物理现象显著，物理内涵丰富等明显的优点。
一、 实验目的CCD 单缝衍射仪用于光学实验项目中作单缝、单丝、双缝、多缝、双光束等的干涉、衍射实验。
通过采集系统实时获得曲线，测量其相对光强分布和衍射角，进而测量单缝的缝宽、单丝的直径、光源的波长、双缝的缝宽和缝间距、光栅常数、激光束发散角测量等。
二、 实验原理光的衍射现象是光的波动性的一种表现，可分为菲涅耳衍射击与夫琅禾费衍射两类。
菲涅耳衍射是近场衍射，夫琅禾费衍射是远场衍射，又称平行光衍射。
见图8。
将单色点光源放置在透镜L1的前焦面，经透镜后的光束成为平行光垂直照射在单缝AB 上，按惠更斯--菲涅耳原理，位于狭缝的波阵面上的每一点都可以看成一个新的子波源，他们向各个方向发射球面子波，这些子波相叠加经透镜L2会聚后，在L2的后焦面上形成明暗相间的衍射条纹，其光强分布规律为： 220sin ϕϕθI I =（1）其中 ϕπλθ=a sin ，a 是单缝宽度，θ是衍射角，λ为入射光波长。
图1 单缝衍射参见图2，由（1）式可见：1、 当θ=0时，I I θ=0，为中央主极大的强度，光强最强，绝大部分的光能都落在中央明纹上。
2、当sin (,,)θλ==±±K aK 12 时，I θ=0，为第K 级暗纹。
由于夫琅禾费衍射时，θ很小，有θ≈Sin θ，因此暗纹出现的条件为： θλ=K a（2）3、从式（2）可见，当K=±1时，为主极大两侧第一级暗条纹的衍射角，由此决定了中央明纹的宽度∆θλ02=a，其余各级明纹角宽度∆θλK a=，所以中央明纹宽度是其它各级明纹宽度的二倍。
4、除中央主极大外，相邻两暗纹级间存在着一些次最大，这些次最大的位置可以从对（1）式求导并使之等于零而得到，如下表示：三、实验装置一套完整的LM99MP 由光具座、激光器、连续减光器、组合光栅、LM601 CCD 光强I I分布测量仪和SB14数显示波器及控制器组成，其中LM601 CCD 光强分布测量仪是核心部件。
这是LM99MP 的标准配置，为了适应各个学校教学的不同需要，LM99MP 也可以不用SB14数显示波器及控制器而直接连至普通的单踪或双踪示波器来进行实验。
（一）整套系统外形图如上： 1．激光器： 小功率的半导体激光器或He-Ne 激光器均可在LM99MP 上使用；2．连续减光器：由二片偏振膜组成，一片固定，作起偏器，另一片可360度旋转，作检偏器，达到连续减光的目的。
也可用于偏振实验。
3．组合光栅： 由光栅片和二维调节架构成，见图3，光栅片上有7组图形，见图4。
光栅片 上部 / 下部 第1组： 单缝（a=0.12mm ） / 单丝（0.12mm ） 第2组： 单缝（a=0.10mm ） / 单丝（0.10mm ） 第3组： 单缝（a=0.07mm ） / 双缝（a=0.07mm ，d=2） 第4组： 单缝（a=0.07mm ） / 双缝（a=0.07mm ，d=3） 第5组： 单缝（a=0.07mm ） / 双缝（a=0.07mm ，d=4） 第6组： 双缝（a=0.02mm ） / 三缝（a=0.02mm ，d=2） 第7组： 四缝（a=0.02mm ） / 五缝（a=0.02mm ，d=2）d 为缝中心的间距与缝宽的比值。
几组多缝结构按排是针对母国光等编《光学》P223~P227；P325~P331的教学内容所设计。
4．CCD 光强分布测量仪：其核心是线阵CCD 器件。
CCD 器件是一种可以电扫描的光电二极管列阵，有面阵（二维）和线阵（一维）之分。
LM601 CCD 光强仪所用的是线阵CCD 器件，性能参数如下表。
LM601图3 组合光栅CCD 光强仪机壳尺寸为150mm ×100mm ×50mm ，CCD 器件的光敏面至光强仪前面板距离为4.5mm 。
LM601 CCD 光强仪后面板各插孔标记含义如下，内部电路结构框图见图5，波形见图6： “示波器/微机”：当光强仪配接的是CCD 数显示波器或通用示波器时，将此开关打在“示波器”位置，“同步”脉冲频率为50Hz ；当配接的是按装有CCD 采集卡的微机系统时，把开关打在“微机”位置，“同步”脉冲频率为1~5Hz ，“采样”脉冲频率为10~15KHz 左右。
“信号”：CCD 器件接受的空间光强分布信号的模拟电压输出端。
接电缆线红色插头。
“采样”：每一个脉冲对应于一个光电二极管，脉冲的前沿时刻表示外接设备可以读取光电管的光电压值，“采样”信号是供CCD 采集卡“采样”同步和供CCD 数显示波器作X 位置计数。
此脉冲也可作为几何形状测量时的计数脉冲。
接电缆线黄色插头。
“同步”：启动CCD 器件扫描的触发脉冲，主要供示波器X 轴外同步触发和采集卡同步用。
“同步”的含意是“同步扫描”。
接电缆线蓝色插头。
光敏元尺寸 光敏元中心距 光敏元线阵有效长光谱响应范围光谱响应峰值×11μm11μm28.67mm0.35~0.9μm 0.56μm信号光强 环境光强图5： LM 系列CCD 光强仪内部电路结构框图5．SB14数显示波器：SB14大屏幕数显示波器由9″—14″单色显示器和“SB14控制器”两件构成，作为CCD 光强仪的显示终端之用。
该示波器带有测量光标，当移动测量光标时，X 与Y 值将分别显示光标所指曲线处是CCD 器件件上的第几个光电二极管及该二极管所产生的光电压值。
其使用效果大大优于一般示波器，价格又远低于“微机+采集卡”形式，是普物、近物实验中与CCD 光强仪优选搭配仪器。
（二） 安装和使用1．安装：整套LM99MP 的安装请参照图7和图8所示，实验系统最好按置在光具座上，或磁性钟表座加铁板方式，也可按置在稳定的实验桌上。
、“同步”与图6： CCD 光强仪后面板各插孔输出波形1–SB14示波器及控制器 2-LM601 CCD 光强仪 3–组合光栅架 4-连续减光器 5–激光器图7 LM99MP 安装图图8 光强仪与SB14的连接SB14控制器上的“信号”、“采样”、“同步”一一对应插好；再将14″显示器上15芯D 型插头和电源插头插入SB14控制器后面的对应插座内（注意插入方向）。
2．使用：（1）电路连接检查CCD 光强仪后面板上的“示波器／微机”开关拨向“示波器”，用纸挡住CCD 采光窗，让其不接受或只接受很弱的光。
移动“SB14控制器”上的X 、Y 标志线旋扭，屏幕上的X 、Y 值会对应变化。
在使用中，如发现示波器上波形向一个方向滚动，一般是光强仪与SB14控制器上的“同步”这一条线没有插好；发现没有“X 值”显示（X=0000），一般是“采样”线没有插好；如Y 值始终是Y=0000，一般是“信号”这条线没有连接好。
正确的图像见图9。
（2）读数：X 值表示标志线所指曲线处是CCD 器件上的第几个光电二极管（第几个光敏元），不同的X 值表示曲线上不同点对应在CCD 器件上不同空间位置，两个X 值的差值ΔX 值表示曲线上两点间对应在CCD 器件上的空间距离──表示间隔多少个光敏元，是一个原始数据，只有乘上“光敏元的中心距”才是实际的距离。
不同型号的CCD 光强仪有不同的“光敏元中心距”，如LM401、LM501型为14μm ，LM601型为11μm ，LM801型为7μm ，光强仪底部铭牌上都有注明。
Y 值表示标志线所指曲线处是CCD 器件上第几个光电二极管所产生的光电压值，是个相对值，经8位量化，所以最大显示为255（Y 值为255对应于5V ，每一个字对应19.5mv ）。
（3）使用注意：a.注意！LM 各型CCD 光强仪有很高的光电灵敏度，在一般室内光照条件下，已趋饱和，无信号输出，需在暗环境中使用！在没有暗室的情况下，可以在LM601 CCD 光强仪和组合光栅架之间架设一个遮光筒（例如两端开口的封闭纸盒）。
b.初次使用LM 各型CCD 光强仪时，应从弱光到亮光进行光路调节，以免光强仪饱和，找不到曲线。
如被测光较强，则需调节“减光器”。
图9 SB14示波器屏幕截图c.单缝与CCD光强仪之间的距离Z应尽可能满足远场条件（Z>>2a/ 8，a为缝宽）。
d.光路调整：＊曲线稳定调节光强曲线幅值涨落或突跳，是激光器输出功率不稳造成的，常发生在用He—Ne激光器时，如采用半导体激光器就不会有这种情况。
＊曲线对称调节一般的衍射花样是一种对称图形。
但有时显示器看到的图形左右不对称，这主要是各光学元件的几何关系没有调好引起的。
实验时：1）调节单缝的平面与激光束垂直。
检查方法是，观察从缝上反射回来的衍射光，应在激光出射孔附近；2）调节缝与光强仪采光窗的水平方向垂直（或调节光强仪）。
这些都可以通过光栅架的水平/俯仰调节手轮来调节。
＊曲线削顶调节光强曲线出现“削顶”（“平顶”），有二种可能：一是CCD器件饱和；二是“SB14控制器”上丫增益调得太大。
一般先把丫增益调小，看波形是否改善，如仍削顶，转动减光器，增大减光量。
＊曲线顶部凹陷调节单缝衍射曲线主极大顶部出现凹陷，常发生在使用质量欠佳的玻璃基板的单缝时，主要是单缝的黑度不够，有漏光现象。
如将衍射光直接投射到屏上，可观察到主极大中间有一道黑斑。
＊曲线不园滑漂亮将衍射光直接投射到屏上，如发现衍射花样很乱，边缘不清晰，可能是缝的边缘不直或刀口上有尘埃。
再一个原因是CCD光强仪采光窗上有尖埃，可左右移动光强仪，寻找较好的工作区间。
四、实验内容和步骤平行光的概念是理想化的概念，实际上，不论采用什么仪器和方法都不能获得绝对的平行光。
对于单缝，满足远场条件，不用透镜，也可取得较好的实验效果。
1．测量单缝夫琅禾费衍射的相对光强分布（1）光路调整尽可能将激光器、减光器、缝、CCD光强仪调整为等高共轴。
如用He-Ne激光器，最好先点燃半小时，并尽可能采用交流稳电源或选用自身带开关稳流功能的激光器，为的是激光功率稳定。
（2）测量数据慢慢移动鼠标，读取衍射曲线上几个特殊点的X值、Y值和缝到CCD光敏面的垂直距离Z 填入下表：注意：＊测量CCD器件至单缝间距离Z时，要考虑到CCD器件的受光面在光强仪前面板后4.5mm ＊如较高级次暗纹与较低级次暗纹的Y读数相差较大，说明尚未满足远场条件；如正方向与负方向暗纹的Y读数相差较大，说明单缝与CCD器件还没有调垂直。