实验报告格式_表格类模板_表格模板_实用文档

试验报告格式_表格类模板_表格模板_好用文档 光电技术试验报告 试验日期 2014 年 11 月 24-25 日 一、 试验目的 1. 干涉的试验目的 1 组装调整迈克尔逊干涉仪， 视察点光源产生的非定域等厚、 等倾干涉条纹记录。 2 视察干涉条纹反衬度随光程差变更。 了解光源干涉长度的意义， 检查防震台稳定性。 3 比较平面波和球面波产生干涉条纹的区分。 衍射的试验目的 1 验证夫琅禾费衍射图样的若干规律。 2 驾驭测量利用光电元件测量光强的方法。 3 用 Matlab 模拟夫琅禾费衍射现象。 2. 二、 试验仪器 1. 干涉试验仪器 He-Ne 激光器， 反射镜， 衰减器， 分光光楔， 扩束器， 显微物镜镜头，光阑， CCD， 配备相关软件的计算机， 白板。 衍射试验仪器 He-Ne 激光器， 反射镜， 双凸透镜， 狭缝， 圆孔， 一维光栅， 衰减器，CCD， 计算机。 2. 三、 基本原理 1. 迈克尔逊干涉仪的非定域干涉条纹 本仪器是用分裂振幅的方法产生双光束干涉以实现光的干涉。 从激光器岀射的光束经过准直扩束器系统， 形成一束宽度合适的平行光束。 这束平行光射入分光棱镜之后分为两束。 一束由分光棱镜反射后到达放射镜， 经反射后透过分光棱镜， 形成岀射光束， 这是第一光束； 另一束透过分光棱镜， 到达反射镜， 经过反射后再次到达分光棱镜， 形成反射光束， 这是其次束光。 在分光棱镜前方两束光的重叠区域放上 CCD。 干涉原理， 如有图所示， 其中 S 为单色点源， M1、 M2为相互垂直放置的平面反射镜。 BS 为分束镜， 放在 M1M2法线的交点上， 并分别与 M1、M2成 45 角。 电光源 S 发出球面波经 BS 的镀膜层分为两束光。 这两束光分别经 M1、 M2反射又回到 BS， 在 BS 上透过和反射的这两束光在 BS 的右侧空间形成一非定域的干涉场。 屏幕放在干涉场中垂直于光束方向， 在屏幕上可以看到干涉条纹。 M2与 M1平行时（及 M2与 M1相互垂直） ， 产生圆形干涉条纹， 当 M2与 M1 之间有肯定小的倾角时， 屏幕上的干涉条纹不再是圆形的封闭曲线， 而变成弯线或是接近直线（事实上是双曲线或椭圆的一部分） 。 圆心条纹中心处的光强取决于 M1M2相对的距离 d， 即 I P2plcosdAB 当 dkl 时， （k 为整数） ， 中心出现亮点； 当 dk1/2 l 时,中心出现暗点。 圆形条纹的粗细和疏密程度与 d 有关。 当 d 减小时， 圆条纹显得疏而粗； 当 d 增大时， 条纹变得细而密。 2， 撒格雷特干涉仪用分振幅法产生两束光以实现干涉的仪器 它是由一块分光棱镜和三块全反射镜组成， 四面的中心光路构成一个平行四边形。 从激光器岀射的光束经过准直扩束系统， 形成一束宽度合适的平行光。 这束平行光射入分光棱镜之后 分为两束， 一束由分光棱镜反射后达到反射镜， 经过三个反射镜三次反射， 形成出射光； 其次束光通过分光棱镜， 也是经过三个反射镜反射后射出。 这两束光的路径相反， 但是岀射时几乎同向。 在分束镜前方两束光的重叠区域放上屏 P。 若两束光严格平行， 则在屏幕上不出现干涉条纹； 若两束光在水平方向有一个交角， 那么在屏幕的竖直方向出现干涉条纹， 而且两束光交角越大， 干涉条纹越密。 3. 马赫-曾德干涉仪用分振幅法产生双光束以实现干涉的仪器 它是由两块分光棱镜和两块全反射镜组成， 四个反射面接近相互平行， 中心光路构成一个平行四边形。 从激光器中岀射的光束经过准直扩束系统， 形成一束宽度合适的平行光束。 这束平行光射入分光棱镜之后分为两束。 一束由分光棱镜反射后到达反射镜， 经过其再次反射并透过一个分光棱镜之后分为两束光； 另一束透过分光棱镜， 经过反射镜及分束镜两次反射后射出。 在最终一块分光棱镜前方两束光的重叠区域放上屏 P。 若两束光严格平行， 则在屏幕不出现干涉条纹；若两束光在水平方向有一个交角， 那么在屏幕的竖直方向出现干涉条纹， 而且两束光交角越大， 干涉条纹越密。 4. 夫琅禾费衍射原理 夫琅禾费衍射使光源距离衍射屏为无限远即用平面波照耀衍射屏，并在无限远接收的装置。 事实上要把光源及接收屏放在离衍射屏无限远处是办不到的。 此外， 依据菲涅尔近似条件和夫琅禾费近似条件， 只要依据近似条件， 视察屏相对而言足够远， 便是夫琅禾费衍射。 （1） 夫琅禾费单缝衍射 夫琅禾费单缝衍射花样的特点是 衍射斑条纹方向与狭缝方向相平行， 各级衍射斑沿狭缝垂直的方向分布开。 在中心具有特殊光明的亮条纹， 两侧排列着一些强度较小的亮条纹， 绝大部分光能都落在中心条纹上。 相邻的亮条纹之间有一条暗条纹， 以相邻暗条纹之间的间隔作为亮条纹的宽度， 则两侧亮条纹是等宽的。 而中心亮条纹的宽度是其他亮条纹的两倍。 中心亮条纹的宽度与波长成正比， 与狭缝宽度成反比， 当缝宽变大时， 衍射分布范围变小。 在用散射角微小的激光器产生激光束， 通过一条很细的狭缝（0.1～0.3 毫米宽） ， 在狭缝后大于 1.5 米的地方放上视察屏， 就可以看到衍射条纹， 这就是夫琅禾费衍射条纹。 依据理论计算可得， 垂直入射于单缝平面的平行光经单缝衍射后光强分布规律为 2q02sin,,dIIBx BDplqq 式中， d 是狭缝宽， l 是波长， D 是单缝位置到光源位置的距离， x是从条纹的中心位置到测量点之间的距离。 （2） 夫琅禾费圆孔衍射 平行激光束垂直地入射于圆孔光阑上， 衍射光束被透镜汇聚在它的角平面上， 若在此焦平面上放置一接收屏， 将呈现出衍射条纹。 圆孔屏的夫琅禾费衍射花样的中心为一亮的圆斑， 成为艾里斑， 它集中了 84以上的光能量， 其四周环围着一些明暗相间的同心圆环， 其亮度与艾里斑相比要相对低许多。 艾里斑中心是几何光学像点， 衍射光束角分布的弥散程度可用艾里斑的大小， 即第一暗环的角半径 qD 来衡量, q径， 在衍射花样中， 亮斑与圆环的边缘都很不清楚， 是缓慢变更的。 光强D 1.22l /D,其中 D 是圆孔直的分布与单缝衍射花样很相像。 可以看成是单缝衍射花样绕入射光的轴线旋转一周而成。 但衍射花样的线度却与具有和圆孔径直径相等宽度的单缝衍射花样的线度大不相同。 衍射光强分布函数 x2102J xII 四、 试验内容与步