激光原理及应用实验报告(有详细答案)

合集下载

激光原理与应用答案(陈家壁主编)

激光原理与应用答案(陈家壁主编)

思考练习题11. 试计算连续功率均为1W 的两光源,分别发射λ=0.5000μm ,ν=3000MHz 的光,每秒从上能级跃迁到下能级的粒子数各为多少?答:粒子数分别为:188346341105138.21031063.6105.01063.61⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯==---λνc h q n 239342100277.51031063.61⨯=⨯⨯⨯==-νh q n2.热平衡时,原子能级E 2的数密度为n 2,下能级E 1的数密度为n 1,设21g g =,求:(1)当原子跃迁时相应频率为ν=3000MHz ,T =300K 时n 2/n 1为若干。

(2)若原子跃迁时发光波长λ=1μ,n 2/n 1=0.1时,则温度T 为多高?答:(1)(//m n E E m m kTn n n g e n g --=)则有:1]3001038.11031063.6exp[2393412≈⨯⨯⨯⨯⨯-==---kT h e n n ν(2)K T Te n n kT h 3623834121026.61.0]1011038.11031063.6exp[⨯=⇒=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-==----ν3.已知氢原子第一激发态(E 2)与基态(E 1)之间能量差为1.64×l0-18J ,设火焰(T =2700K)中含有1020个氢原子。

设原子按玻尔兹曼分布,且4g 1=g 2。

求:(1)能级E 2上的原子数n 2为多少?(2)设火焰中每秒发射的光子数为l08 n 2,求光的功率为多少瓦?答:(1)1923181221121011.3]27001038.11064.1exp[4----⨯=⨯⨯⨯-⨯=⇒=⋅⋅n n e g n g n kTh ν且202110=+n n 可求出312≈n(2)功率=W 918810084.51064.13110--⨯=⨯⨯⨯4.(1)普通光源发射λ=0.6000μm 波长时,如受激辐射与自发辐射光功率体密度之比q q 激自1=2000,求此时单色能量密度νρ为若干?(2)在He —Ne 激光器中若34/100.5m s J ⋅⨯=-νρ,λ为0.6328μm ,设μ=1,求q q 激自为若干? 答:(1)3173436333/10857.31063.68)106.0(2000188m s J h h c q q ⋅⨯=⇒⨯⨯⨯=⇒=---ννννρρπρπλρνπ=自激(2)943436333106.71051063.68)106328.0(88⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==---πρπλρνπννh h c q q =自激5.在红宝石Q 调制激光器中,有可能将全部Cr 3+(铬离子)激发到激光上能级并产生巨脉冲。

激光的原理及应用实验报告

激光的原理及应用实验报告

激光的原理及应用实验报告1. 引言激光(Laser)是一种著名的光源,具有高度的单色性、高亮度和直射性等特点,因此在众多领域有着广泛的应用。

本实验旨在研究激光的原理,并通过实际应用实验来进一步了解激光在医学、通信等领域中的应用。

2. 激光的原理激光的原理基于受激辐射(Stimulated Emission)和激光放大原理(Laser Amplification)。

2.1 受激辐射受激辐射是指当一个原子(或分子)处于激发态时,有一个外来辐射的光子与该原子(或分子)相互作用,从而使原子(或分子)跃迁到较低能级,并将辐射出一个和激发光子具有相同能量、频率、相位和传播方向的光子。

2.2 激光放大原理激光放大原理是指通过将入射光在放大介质中多次来回反射,从而使光强度不断增加,达到激光输出的过程。

3. 实验方法3.1 实验仪器和材料•激光生成器•反射镜•透射镜•激光干涉仪•激光接收器3.2 实验步骤1.将激光生成器放置于实验平台上,并根据实验需求调节激光器的输出功率和频率。

2.使用反射镜和透射镜等光学元件,将激光束调整为所需尺寸和光路。

3.将调整后的激光束通过激光干涉仪进行干涉检测。

4.使用激光接收器测量激光的功率和频率。

4. 实验结果与讨论4.1 实验结果通过实验,我们测得了激光的功率和频率,并观察到了激光干涉仪的干涉图样。

4.2 讨论根据实验结果,我们可以验证激光的单色性和相干性。

同时,实验还可以进一步验证激光的直射性和高亮度。

5. 激光的应用激光作为一种特殊的光源,在众多领域中有广泛的应用。

5.1 医学应用•激光医学:激光可用于手术、治疗和诊断等医学应用。

•激光眼科学:激光被广泛应用于近视矫正、白内障手术等眼科治疗中。

5.2 通信应用激光在通信领域中应用广泛: - 光纤通信:激光可用于传输信号和增强光纤通信的传输距离和传输速率。

- 激光雷达:激光雷达可用于测距、速度计量和环境感知等应用。

5.3 其他领域的应用除了医学和通信领域,激光还在其他领域有重要应用: - 工业加工:激光可用于切割、焊接、打孔等工艺的精密加工。

激光实习报告答案

激光实习报告答案

一、实习背景随着科技的发展,激光技术在各个领域的应用越来越广泛。

为了提高自身对激光技术的了解和应用能力,我在XX激光科技有限公司进行了为期两周的实习。

在这两周的时间里,我深入了解了激光技术的原理、应用及操作方法,积累了丰富的实践经验。

二、实习内容1. 激光技术原理学习实习的第一周,我主要学习了激光技术的原理。

通过学习,我了解到激光是一种高度集中的光,具有单色性好、方向性好、相干性好、亮度高等特点。

激光技术在工业、医疗、科研等领域具有广泛的应用。

2. 激光设备操作实习的第二周,我开始接触激光设备。

在师傅的指导下,我学会了如何操作激光设备,包括激光切割机、激光焊接机等。

在操作过程中,我掌握了激光设备的调试、安全注意事项及故障排除方法。

3. 激光加工应用在实习过程中,我参与了多个激光加工项目。

以下为部分项目简介:(1)激光切割:我参与了金属板材的激光切割项目,学会了如何根据图纸要求设置切割参数,如切割速度、切割功率等,确保切割质量。

(2)激光焊接:我参与了金属制品的激光焊接项目,掌握了焊接参数的设置方法,如焊接速度、焊接功率、保护气体流量等,保证了焊接质量。

(3)激光打标:我参与了产品的激光打标项目,学会了如何设置打标参数,如打标速度、打标功率、打标深度等,确保打标效果。

4. 激光加工安全与防护在实习过程中,我深知激光加工的安全与防护至关重要。

因此,我学习了激光加工过程中的安全操作规程,掌握了防护措施,如佩戴防护眼镜、保持安全距离等。

三、实习收获1. 提高了自身对激光技术的认识,了解了激光技术在各个领域的应用。

2. 掌握了激光设备的操作方法,积累了丰富的实践经验。

3. 学会了激光加工过程中的安全操作规程,提高了安全意识。

4. 培养了团队协作精神,提高了沟通能力。

四、实习体会通过这次实习,我深刻认识到激光技术在现代社会的重要性。

激光技术具有广泛的应用前景,掌握激光技术将为我国经济发展做出贡献。

在今后的学习和工作中,我将努力提高自身技能,为我国激光事业的发展贡献自己的力量。

激光实验报告

激光实验报告

激光实验报告he-ne激光器模式分析一.实验目的与要求目的:使学生了解激光器模式的形成及特点,加深对其物理概念的理解;通过测试分析,掌握模式分析的基本方法。

对本实验使用的重要分光仪器——共焦球面扫描干涉仪,了解其原理,性能,学会正确使用。

要求:用共焦球面扫描干涉仪测量he-ne激光器的相邻纵横模间隔,判别高阶横模的阶次;观察激光器的频率漂移记跳模现象,了解其影响因素;观察激光器输出的横向光场分布花样,体会谐振腔的调整对它的影响。

二.实验原理1.激光模式的一般分析由光学谐振腔理论可以知道,稳定腔的输出频率特性为:vmnq?l1/21lc[q?(m?2n?1)]cos-1[(1—)(1—)] r2?r12?l (17)其中:l—谐振腔长度; r1、r2—两球面反射镜的曲率半径;q—纵横序数; m、n—横模序数;η—腔内介质的折射率。

横模不同(m、n不同),对应不同的横向光场分布(垂直于光轴方向),即有不同的光斑花样。

但对于复杂的横模,目测则很困难。

精确的方法是借助于仪器测量,本实验就是利用共焦扫描干涉仪来分析激光器输出的横模结构。

由(17)式看出,对于同一纵模序数,不同横模之间的频差为:mn:mn?ll1/2 c1(?mn)cos-1[(1-)(1-)] (18) r1r22?l?其中:δm=m-m′;δn=n-n′。

对于相同的横模,不同纵模间的频差为q:q?c?q 2?l 其中:δq=q-q′,相邻两纵模的频差为q?c 2?l (19)由(18)、(19)式看出,稳定球面腔有如图2—1的频谱。

(18)式除以(19)式得ll?mn:mn1?(?m??n)cos-1[(1-)(1-)]1/2 r1r2??q?(20)设:mn:mnq ; s=1?cos-1[(1-ll)(1?)]1/2 r1r2 δ表示不同的两横模(比如υ00与υ比,于是(20)式可简写作: 10)之间的频差与相邻两纵模之间的频差之(?m??n)?? s (21)只要我们能测出δ,并通过产品说明书了解到l、r1、r2(这些数据生产厂家常给出),那么就可以由(21)式求出(δm+δn)。

激光_光学实验报告

激光_光学实验报告

一、实验目的1. 熟悉激光的基本原理和应用。

2. 掌握激光器的基本结构和工作原理。

3. 学习使用激光器进行光学实验,观察激光的传播、干涉、衍射等现象。

4. 提高实验操作技能和数据分析能力。

二、实验原理1. 激光原理:激光是一种相干光,具有单色性好、方向性好、亮度高等特点。

激光的产生基于受激辐射原理,即当高能粒子(如电子)跃迁到高能级时,受到特定频率的光子激发,产生相同频率的光子,从而实现光的放大。

2. 激光器基本结构:激光器主要由增益介质、光学谐振腔和激励能源组成。

增益介质提供受激辐射的粒子,光学谐振腔形成驻波,放大受激辐射的光子,激励能源提供粒子跃迁所需的能量。

三、实验仪器与设备1. 实验仪器:激光器、光具座、分光计、干涉仪、衍射光栅、法布里-珀罗干涉仪等。

2. 实验设备:电源、计算机、数据采集卡等。

四、实验内容与步骤1. 激光器基本特性实验(1)观察激光束的传播:将激光器放置在光具座上,调整激光器使其发出的激光束垂直于光具座,观察激光束在空气中的传播情况,记录激光束的传播路径和形状。

(2)测量激光束的功率:使用激光功率计测量激光束的功率,记录数据。

2. 激光的干涉现象实验(1)双缝干涉实验:搭建双缝干涉实验装置,调整双缝间距和光源位置,观察干涉条纹,记录干涉条纹的形状和间距。

(2)白光干涉实验:将白光通过狭缝,形成单缝衍射图样,观察干涉条纹,记录干涉条纹的形状和间距。

3. 激光的衍射现象实验(1)单缝衍射实验:搭建单缝衍射实验装置,调整单缝宽度,观察衍射图样,记录衍射图样的形状和宽度。

(2)光栅衍射实验:搭建光栅衍射实验装置,调整光栅常数,观察衍射图样,记录衍射图样的形状和宽度。

4. 法布里-珀罗干涉仪实验(1)观察法布里-珀罗干涉仪的原理:搭建法布里-珀罗干涉仪实验装置,调整干涉仪,观察干涉条纹,记录干涉条纹的形状和间距。

(2)测量干涉仪的腔长:通过调整干涉仪的腔长,观察干涉条纹的变化,记录腔长与干涉条纹间距的关系。

激光原理及应用(第2版)(陈家璧)课后答案(全)

激光原理及应用(第2版)(陈家璧)课后答案(全)

5 10 4
7.6 109
5.在红宝石 Q 调制激光器中, 有可能将全部 Cr3+ (铬离子 )激发到激光上能级并产生巨脉冲。
设红宝石直径 0. 8cm,长 8cm,铬离子浓度为 2× 1018cm-3,巨脉冲宽度为 10ns。求: (1)
输出 0. 6943 m 激光的最大能量和脉冲平均功率;
(2) 如上能级的寿命
3.已知氢原子第一激发态
(E2)与基态 (E1)之间能量差为
- 18
1. 64× l0 J,设火焰 (T = 2700K) 中
含有 1020 个氢原子。设原子按玻尔兹曼分布,且
4g1= g2。求: (1)能级 E2 上的原子数 n2 为
多少? (2)设火焰中每秒发射的光子数为 l08 n2,求光的功率为多少瓦?
1 /c 1 / c 0 ,在一级近似下为:
0(1 ) c
c ,证明接收器接收到的频率
证明: 即证
1 1
c c
0
21
(1
)(1 c
c2 ) 2
0
12
(1
)(1 c
2 c2 )
0
(1 ) c
0
11.静止氖原子的 3S2 2P4 谱线的中心波长为 0. 6328 m,设氖原子分别以
的速度向着接收器运动,问接收到的频率各为多少?
答:( 1) nm / gm nn / gn
( Em En)
e n kT 则有: 2 n1
h
e kT
6.63 10 34 3 109
exp[
]1 1.38 10 23 300
( 2) n2 n1
h
e kT
6.63 10 34 3 108
exp[ 1.38 10 23

激光医学实验报告

激光医学实验报告

一、实验名称激光医学实验二、实验目的1. 了解激光在医学领域的应用。

2. 掌握激光医学实验的基本操作方法。

3. 分析激光对生物组织的影响。

三、实验原理激光是一种高度集中的光束,具有单色性、方向性好、亮度高、相干性强等特点。

在医学领域,激光广泛应用于切割、凝固、烧灼、消毒、美容等方面。

四、主要仪器与试剂1. 激光治疗仪2. 光功率计3. 生物组织样品4. 显微镜5. 激光切割刀片6. 激光凝固器7. 激光烧灼器8. 生理盐水9. 纱布五、实验步骤1. 激光切割实验(1)将生物组织样品固定在载玻片上,置于显微镜下观察。

(2)打开激光治疗仪,调整激光功率至合适值。

(3)将激光切割刀片放置在生物组织样品上,启动激光切割功能。

(4)观察激光切割过程中的生物组织变化,记录实验数据。

(5)用显微镜观察切割后的生物组织,分析激光切割效果。

2. 激光凝固实验(1)将生物组织样品固定在载玻片上,置于显微镜下观察。

(2)打开激光凝固器,调整激光功率至合适值。

(3)将激光凝固器放置在生物组织样品上,启动激光凝固功能。

(4)观察激光凝固过程中的生物组织变化,记录实验数据。

(5)用显微镜观察凝固后的生物组织,分析激光凝固效果。

3. 激光烧灼实验(1)将生物组织样品固定在载玻片上,置于显微镜下观察。

(2)打开激光烧灼器,调整激光功率至合适值。

(3)将激光烧灼器放置在生物组织样品上,启动激光烧灼功能。

(4)观察激光烧灼过程中的生物组织变化,记录实验数据。

(5)用显微镜观察烧灼后的生物组织,分析激光烧灼效果。

六、实验结果与分析1. 激光切割实验实验结果显示,激光切割后的生物组织边缘整齐,切割深度适中,无明显损伤。

激光切割过程中,生物组织样品出现收缩、炭化等现象。

2. 激光凝固实验实验结果显示,激光凝固后的生物组织呈现凝固状态,凝固区域界限清晰,无明显损伤。

激光凝固过程中,生物组织样品出现收缩、炭化等现象。

3. 激光烧灼实验实验结果显示,激光烧灼后的生物组织呈现烧灼状态,烧灼区域界限清晰,无明显损伤。

激光原理及应用实验报告(有详细答案)

激光原理及应用实验报告(有详细答案)

激光原理及应用实验报告(有详细答案)实验一测定空气折射率一、实验目的1、熟练掌握迈克尔逊干涉光路的调节方法;2、学会调出非定域干涉条纹,并测量常温下空气的折射率。

二、实验原理本实验室建立在迈克尔逊干涉光路的基础上来做的。

激光束经短焦距凸透镜会聚后可得到点光源S,它发出球面波照射干涉仪,经G1分束,及M1、M2反射后射向屏H的光可以看成由虚光源S1、S2发出的。

其中S1为点光源S经G1及M1反射后成的像,S2为点光源S 经M2及G1反射后成的像。

这两个虚光源S1、S2发出的球面波,在它们能相遇的空间里处处相干,即各处都能产生干涉条纹。

我们称这种干涉为非定域干涉。

随着S1、S2与屏H的相对位置不同,干涉条纹的形状也不同。

当屏H与S1、S2连线垂直时(此时M1、M2大体平行),得到园条纹,圆心在S1、S2连线与屏H的交点O处。

当屏H与S1、S2连线垂直平分线垂直时(此时M1、M2于H的距离大体相等),将得到直线条纹。

图1 实验装置三、实验方法和步骤1、测空气的折射率调出非定域条纹干涉后,改变气室AR的气压变化错误!未找到引用源。

,从而使气体折射率改变错误!未找到引用源。

,引起干涉条纹“吞”或“吐”N条。

则有错误!未找到引用源。

,于是得错误!未找到引用源。

(1)其中D为气室烦人厚度。

理论上,温度一定,气压不太大时,气体折射率的变化量错误!未找到引用源。

与气压变化量错误!未找到引用源。

成正比:错误!未找到引用源。

(常数)故错误!未找到引用源。

p,将式(1)代入可得错误!未找到引用源。

2、实验步骤1)将各器件夹好,靠拢,调等高。

2)调激光光束平行于台面,按图所示,组成迈克耳孙干涉光路(暂不用扩束器)。

3)调节反射镜M1和M2的倾角,直到屏上两组最强的光点重合。

4)加入扩束器,经过微调,使屏上出现一系列干涉圆环。

5)紧握橡胶球反复向气室充气,至血压表满量程(40kPa)为止,记为△p。

6)缓慢松开气阀放气,同时默数干涉环变化数N,至表针回零。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

实验一测定空气折射率
一、实验目的
1、熟练掌握迈克尔逊干涉光路的调节方法;
2、学会调出非定域干涉条纹,并测量常温下空气的折射率。

二、实验原理
本实验室建立在迈克尔逊干涉光路的基础上来做的。

激光束经短焦距凸透镜会聚后可得到点光源S,它发出球面波照射干涉仪,经G1分束,及M1、M2反射后射向屏H的光可以看成由虚光源S1、S2发出的。

其中S1为点光源S经G1及M1反射后成的像,S2为点光源S经M2及G1反射后成的像。

这两个虚光源S1、S2发出的球面波,在它们能相遇的空间里处处相干,即各处都能产生干涉条纹。

我们称这种干涉为非定域干涉。

随着S1、S2与屏H的相对位置不同,干涉条纹的形状也不同。

当屏H与S1、S2连线垂直时(此时M1、M2大体平行),得到园条纹,圆心在S1、S2连线与屏H的交点O处。

当屏H与S1、S2连线垂直平分线垂直时(此时M1、M2于H的距离大体相等),将得到直线条纹。

图1 实验装置
三、实验方法和步骤
1、测空气的折射率
调出非定域条纹干涉后,改变气室AR的气压变化错误!未找到引用源。

,从而使气体折射率改变错误!未找到引用源。

,引起干涉条纹“吞”或“吐”N条。

则有错误!未找到引用源。

,于是得错误!未找到引用源。

(1)其中D为气室烦人厚度。

理论上,温度一定,气压不太大时,气体折射率的变化量错误!未找到引用源。

与气压变化量错误!未找到引用源。

成正比:
错误!未找到引用源。

(常数)
故错误!未找到引用源。

p,将式(1)代入可得错误!未找到引用源。

2、实验步骤
1)将各器件夹好,靠拢,调等高。

2)调激光光束平行于台面,按图所示,组成迈克耳孙干涉光路(暂不用扩束器)。

3)调节反射镜M1和M2的倾角,直到屏上两组最强的光点重合。

4)加入扩束器,经过微调,使屏上出现一系列干涉圆环。

5)紧握橡胶球反复向气室充气,至血压表满量程(40kPa)为止,记为△p。

6)缓慢松开气阀放气,同时默数干涉环变化数N,至表针回零。

7)计算实验环境的空气折射率
四、实验数据与处理
五、思考题
1、实验中怎样才能观察到非定域的直条纹和双曲线条纹?
答:直接用激光加扩束镜干涉前不加毛玻璃,干涉后在毛玻璃屏上观察。

2、在迈克尔干涉光路中分束板G1应使反射光和透射光的光强比接近1:1,这是为什么?
答:这样才能使干涉条纹的衬比度最大。

两束相干光只有在光强相等时,才能出现暗条纹强度为零,否则最暗处强度不等于零,使衬比度下降,效果不好。

3、同一气室,在不同温度下,折射率有何变化?
答:由于温度不一样的原因,导致空气密度改变,直接影响了折射率,其实主要影响的是空气的水蒸气。

实验二全息照相
一、实验目的
1、学习掌握全息照相的基本原理和实验技术;
2、初步掌握拍摄全息照片和再现信息的方法;
3、了解全息照相技术的主要特点,并与普通照相进行比较;
4、了解照相显影、定影、冲洗等暗室技术。

二、实验原理
1、全息照相与普通照相的主要区别
普通照相是根据几何光学成像原理,记录下光波的强度(即振幅)信息,将空间物体成像在一个平面上。

全息照相是利用光的干涉和衍射原理,将物体发射的特定光波以干涉条纹的形式记录下来,并在一定的条件下使其再现,形成逼真的原物立体像。

由于记录了物体的全部信息(振幅和相位),因此称为全息照相。

全息照相包含两个过程:记录和再现。

2、光的干涉——全息记录的获得
全息照相是一种干涉技术。

激光器射出的激光束通过分束镜分成两束,透射光经反射镜反射及扩束镜扩束后射到被摄物体上,再经物体漫反射到感光底片上,这束光称为物光。

另一束反射光经反射镜和扩束镜扩束后直接投射到感光底片上,这束光称为参考光。

由于激光是相干光,物光和参考光又都由同一激光器发出,所以在感光底片上迭加的结果会形成干涉条纹,条纹的疏密和形状反映了物光束的相位,条纹的强度反映了物光束的振幅。

感光底片经显影、定影和漂白后,最后得到的是一块结构复杂的光栅,它记录下物光束的全部信息,称为全息照片或全息图。

3、光的衍射——全息照相的再现
一张全息图片相当于一块复杂的“衍射光栅”,而物象再现过程就是光的衍射过程。

一般用相当于拍摄时的激光照射全息图片,就能在全息图片——衍射光栅的衍射光波中得到一列零级衍射光波和两列一级衍射光波。

4、全息照相的主要特点
(1)立体感强。

(2)具有分割性。

(3)同一张全息底片可重叠多个全息图。

三、实验步骤
(一)全息记录
A、调节光路
1)按装置图的相对位置放好各器件,拿下L1和L2,调等高
2)使物光束与参考光束的光程近似相等,夹角在30°-40°之间
3)调M1的倾角,使光束射在物的中间部位,调M2的倾角,使参考光束射在全息干
板的中部
4)加入L1,调其支架并前后移动,使扩束镜恰好照全物体,加入L2,调其支架并前后移动,使参考光束对准白屏,与物光束的光强比在5:1-10:1之间
B、曝光照相
关闭激光器,打开暗绿灯,取下观察屏,安装全息干板后,进行曝光。

C、冲洗处理:显影,停影,定影,清水冲洗、晾干。

(二)全息图像的观察
A、观察再现虚像:将全息照片放回原记录光路中的原位置,遮住物光(最好将原物体移开),用参考光束照亮全息照片,可在全息照片上观察到立体的再现物体的虚像。

B、全息照相特点的研究
四、实验结果
一元硬币的全息照片:
五、思考题
1、在拍摄全息相片时,为什么要求O光和R光的光程尽量相等?
答:在拍摄全息相片时,要求O光和R光满足光的干涉条件。

当O光和R光的光程差比较大时,O光和R光不在满足光的干涉条件,因而不能拍摄出全息相片。

2、在全息底片重迭处,O光和R光的光强之比为1:1时,其拍摄效果是不是最好?为什么?
答:不是最好。

因为在全息底片的乳胶特性曲线中,当光强为零时,其黑度与光强不成线性关系,此时拍摄出来的全息底片在再现时,会存在一定的畸变。

实验三电子散斑测量
一、实验目的
1、了解电子散斑干涉原理
2、掌握干涉光路及图像处理软件
二、实验原理和方法
电子散斑干涉法是用激光光束直接照射到测试表面,再用电子摄像机采集其变形前后表面散斑颗粒干涉形成的条纹,以测定其离面位移的一种新型、先进的测试技术。

下图为测量离面位移的光路,有激光器1发出的激光束,经扩束镜2及准直镜3形成光斑放大了的准直光,再经分光镜4分成两束,一束照射到反射镜5在返回,另一束照射到被测物6的表面在返回,两束返回的光束干涉形成干涉条纹,也就是一系列等
位移线N,则离面位移为:
错误!未找到引用源。

三、实验步骤
1)把平台摆好,并调平。

2)各个实验仪器的中心高度调至共轴
3)使激光器发出的光束平行于工作平台的工作
面,分别放入扩束镜和准直镜,调节准直镜,
使通过它的被扩束的激光变成平行光,平行
光束应通过放入光路中的部件的中心且平行于平台。

4)放入被测物品和CCD摄像机,调节分光镜上二维调整台的微调旋钮,使物品反射的光的中心照射到CCD摄像机接收表面上。

5)放入平面反射镜,调节后得到的图像的干涉条纹最清晰且为中心位置
6)给物品加上适当的压力,并拍摄下其变形后的干涉条纹
7)利用电子散斑干涉的处理软件对其图像处理
四、思考题
如果本实验采用平行光照明,从理论上看测试精度将有何变化,光路应做何调整?
答:平行光照明直接观察其条纹时,还能得到更多的信息。

散斑图用平行光照明,在其前方距离为S处设一屏,在屏上任一点O开一小孔进行观察,当只考虑散斑图上某一点P 时,就相当于用逐点进行观察,在前方屏上将出现杨氏条纹,这些条纹以不变的空间角度扩散,因此其条纹间距与距离S成正比,用矢量器表示P点散斑移动的大小和方向,在散斑法中,d与被测物面上对应的位置的梯度成正比,显然上述杨氏与矢量已垂直,条纹间距为T—λ/d,其中λ为所用光源波长,现在考虑整个底片,即整个散斑图的全场杨氏干涉效应,
因为散斑图与观察屏是互相平行的,为方便起见将两个平面重叠。

相关文档
最新文档