北航_仪器光电综合实验报告_变形衍射测量及散斑测量实验

北航物理实验研究性报告布拉格衍射实验和微波分光仪改进探究第一作者：学号：班级：第二作者：学号：班级：目录摘要 (3)一实验目的 (4)二实验原理 (4)三实验仪器 (7)四实验内容 (8)五、注意事项 (9)六、实验数据处理 (9)七．误差分析 ............................................................................................ 错误!未定义书签。

八、实验改进 ............................................................................................ 错误!未定义书签。

九实验总结与感想 .................................................................................. 错误!未定义书签。

摘要本实验用一束波长为3.202cm 的微波代替 X 射线，观察微波照射到人工制作的晶体模型时发生的衍射现象，并验证著名的布拉格公式。

通过微波的单缝衍射和迈克尔逊干涉实验，加深对波动理论的理解。

本文对微波实验和布拉格衍射的原理、步骤、仪器进行了简要介绍，在此基础上用图表法，列表法及一元线性回归法进行数据处理和误差分析，并且在最后提出和验证了对于实验仪器方面的几点改进方案。

关键字：微波的布拉格衍射单缝衍射迈克尔逊干涉晶体结构一 实验目的1. 了解微波的特点，学习微波器件的使用；2. 了解布拉格衍射原理，利用微波在模拟晶体上的衍射验证布拉格公式并测定微波的波长；3. 通过微波的单缝衍射和迈克尔逊干涉实验加深对波动理论的理解。

二 实验原理1. 晶体结构晶体中的原子按一定规律形成高度规则的空间排列，称为晶格。

最简单的晶格是所谓的简单立方晶格，它由沿3个垂直方向x 、y 、z 等距排列的格点所组成。

仪器科学与光电工程学院仪器光电综合实验实验报告变形衍射测量及散斑测量实验2012/5/23实验一变形的全场衍射测量一、 实验目的：用光衍射方法测量全场的变形二、 实验原理：当激光衍射不仅发生在一点上，而发生在被激光照明的狭缝全长上，就可测定全长上的变形量，因此，激光衍射是一种有效的全场测量。

变形的衍射全场测量是一种设备简单，技术可靠的方法，其原理如图所示。

当柱体试样没有承载受力时，衍射条纹是近于平行的直线，当加载后，得到反映柱体变形的二维衍射条纹。

测量条纹的形变就获得精密的一个截面上的变形量，转动试样并作连续记录就可测定试件的三维变形。

因此，可以快速精密测量直线性、平行度、表面平整度等各种计量指标。

三、 实验步骤：按照图示安排光路并调整：Figure 2系统光路调整步骤： 1、 激光不扩束；2、 移入移动反射镜4，并在玻璃棒架上装上玻璃棒，将试件夹19换成全场衍射试件。

3、 将分光镜14转90º,然后使得光通过定向孔11后对准玻璃棒,这时可以看出通Figure 1变形衍射参考图过玻璃棒以后的光变成了一条竖直均匀的光(通过调节达到该效果)。

4、调节平面镜12、13和分光镜14，使得上一步骤调出的竖直光均匀的射到全场衍射试件的狭缝中（稍微偏下侧的橡皮处）。

5、调节透镜20、全场衍射试件及分光镜14使得光射到CCD23上，然后锁定CCD。

6、调节全场衍射试件上的螺旋测微器，观察图象。

四、实验结果及思考题回答：1、实测未加压前衍射效果图：Figure 3实测衍射效果2、实测未加压前不同高度处横截面灰度值分布曲线：Figure 4纵轴坐标1Figure 5纵轴坐标2Figure 6纵轴坐标3Figure 7纵轴坐标4实测实验数据：表格1实测条纹宽度实验数据对比加压前后的条纹宽度数据可以看到，加压后条纹宽度比加压前宽，相当于实验中狭缝变窄，衍射现象更加明显，该实测数据符合理论预期。

课后思考题：1、本方法可应用于哪些科研和生产场合，有什么优点？答：具体应用如工件表面的变形测量；材料力学实验中，材料受压变形以后形变的测量等。

激光散斑实验报告激光散斑实验报告引言：激光散斑实验是一种常见的物理实验，通过激光光束通过光学系统后在屏幕上出现的散斑图案，可以帮助我们了解光的干涉和衍射现象。

本实验旨在通过观察和分析散斑图案，探索光的波动性质以及光学现象。

一、实验目的本实验的目的是通过观察激光散斑图案，了解光的干涉和衍射现象，以及利用散斑图案进行光学测量。

二、实验材料和仪器1. 激光器：用于产生高强度、单色、相干的激光光束。

2. 光学系统：包括凸透镜、平行光管、狭缝等，用于调节和控制激光光束的传播。

3. 屏幕：用于观察和记录散斑图案。

三、实验原理1. 光的干涉现象：当两束相干光叠加时，会产生干涉现象。

干涉可以分为构造干涉和破坏干涉两种形式。

激光散斑实验中的干涉现象主要是构造干涉，即光波的相位差导致光强的增强或减弱。

2. 光的衍射现象：当光通过狭缝或物体边缘时，会产生衍射现象。

衍射导致光波的传播方向改变，形成散斑图案。

四、实验步骤1. 将激光器放置在适当位置，调整光路，使激光光束通过光学系统。

2. 调节凸透镜和平行光管，使激光光束呈平行光束。

3. 在光路上设置狭缝，控制光的传播范围。

4. 将屏幕放置在适当位置，观察和记录散斑图案。

五、实验结果与分析通过实验观察和记录，可以得到不同形状和大小的散斑图案。

散斑图案的特点是中央亮斑周围环绕着一系列暗斑和亮斑。

这种图案的形成是由于激光光束经过光学系统后，光波的相位差和衍射现象导致的。

散斑图案的大小和形状与光学系统的参数有关。

如果调节凸透镜的焦距或改变狭缝的大小，可以观察到散斑图案的变化。

通过对散斑图案的分析，可以计算出光的波长、光学系统的参数等。

六、实验应用1. 光学测量：利用散斑图案进行光学测量是激光散斑实验的重要应用之一。

通过测量散斑的尺寸和形状，可以计算出被测物体的尺寸、形状等信息。

2. 光学显微镜：激光散斑实验的原理也可以应用于光学显微镜中。

通过在显微镜中加入特定的光学系统，可以观察到更加清晰的显微图像。

散斑生成的原理实验报告
一、实验目的：
研究散斑生成的原理。

二、实验原理：
散斑是由光线经过不同介质的扰动引起的光场干涉现象，其产生的原因是由于光线在传播过程中经历的相位差引起的。

当平行入射的光线通过透明介质时，由于介质中存在微小的不均匀性，如密度、厚度或折射率的变化，这些微小的不均匀性能够引起光线的相位差，从而使光波发生干涉。

三、实验仪器：
1. 激光器：用于产生单色、高亮度的激光光源。

2. 透明介质：如玻璃板、水晶板等。

3. 平行光束成形器：用于将激光束变为平行光束。

4. 平行光束分束器：用于将平行光束分成两束，以形成干涉。

5. 探测器：用于检测干涉图案。

四、实验步骤：
1. 将激光器打开，使其发出激光光束。

2. 通过平行光束成形器将激光束变为平行光束。

3. 将平行光束经过平行光束分束器，使其分成两束。

4. 一束平行光束直接射向探测器作为参考光，另一束平行光束经过透明介质后
射向探测器。

5. 观察探测器上形成的干涉图案，其中的散斑即为干涉的结果。

五、实验结果与分析：
观察实验结果可发现，在探测器上形成了一系列的亮暗交替的环形和条纹。

这些散斑的形成是由于光波的干涉引起的。

由于透明介质中存在微小的不均匀性，这些不均匀性能够引起光线的相位差，从而导致干涉。

六、实验结论：
散斑是由光线经过不同介质引起的干涉现象。

通过实验观察到的干涉图案，验证了散斑的产生原理。

散斑的研究在光学、物理等领域具有重要的意义，对于了解光的干涉现象以及介质的光学性质具有重要的参考价值。

一、实验目的1. 理解声光衍射的基本原理。

2. 掌握声光衍射实验的实验方法和步骤。

3. 通过实验验证声光衍射现象，加深对声光效应的理解。

4. 掌握声光衍射的测量方法，分析声光衍射的实验数据。

二、实验原理声光衍射是指当超声波在介质中传播时，会引起介质的弹性应变作时间上和空间上的周期性变化，导致介质的折射率也发生相应的变化。

当光束通过有超声波的介质后，就会产生衍射现象。

声光衍射的原理与光的衍射原理相似，可以类比分析。

三、实验仪器与设备1. 声光衍射实验装置：包括声光介质、声源、光电探测器、光源、光束控制器等。

2. 电脑：用于数据采集、处理和分析。

3. 光学显微镜：用于观察衍射光斑。

四、实验步骤1. 调整声光介质，使其满足实验要求。

2. 调整声源，产生稳定的超声波。

3. 调整光源，使其光束通过声光介质。

4. 调整光电探测器，接收衍射光。

5. 调整光束控制器，使光束在实验装置中传播。

6. 采集实验数据，分析声光衍射现象。

五、实验结果与分析1. 实验结果（1）通过调整声光介质、声源和光源，观察到衍射光斑的形状和大小。

（2）通过调整光电探测器，观察到衍射光斑的强度和位置。

（3）通过调整光束控制器，观察到衍射光斑的变化规律。

（2）实验数据分析1）衍射光斑的形状和大小通过实验，发现衍射光斑的形状与声光介质的折射率分布有关。

当声光介质的折射率分布均匀时，衍射光斑呈圆形；当声光介质的折射率分布不均匀时，衍射光斑呈椭圆形。

2）衍射光斑的强度和位置通过实验，发现衍射光斑的强度与声光介质的厚度、声源的频率和强度有关。

当声光介质的厚度增加、声源的频率和强度增加时，衍射光斑的强度增加。

3）衍射光斑的变化规律通过实验，发现衍射光斑的变化规律与声光介质的折射率分布、声源的频率和强度有关。

当声光介质的折射率分布不均匀、声源的频率和强度发生变化时，衍射光斑的位置和形状发生变化。

六、实验总结1. 通过声光衍射实验，加深了对声光效应的理解，验证了声光衍射现象。

仪器科学与光电工程学院仪器光电综合实验实验报告基于CVIPTOOLS的图像处理系列实验2012/5/21实验一熟悉CVIPtools 一、处理结果及问题回答：（1）将原图进行裁减旋转放大处理：Figure 1裁减旋转放大（２）将图像进行相加处理：左图为中间图像取反。

Figure 2图像相加（３）将图像进行相与处理：左图为中间图像取反。

Figure 3图像相与（４）低通滤波/histogram equalization进行增强，直方图均衡化。

左图为原图，中图为低通滤波后图形，右图为histogram equalization后图形。

有图像对比可以看出，低通滤波可以滤除图像中频率较大部分，滤除结果由滤波其参数决定，在世界结果是使图像变模糊，即细节部分被减少。

二、练习：Figure 4原图及处理后图像实验二边缘/线探测一、处理结果及问题回答：（１）边缘探测利用kirsch算法进行边缘提取Figure 5边缘提取效果较好，边缘得到很明显的提取。

（２）改变Post-threshold parameter值Post-threshold值为６４：Figure 6改变Post-threshold parameter值相比于不改变改变Post-threshold parameter值，效果大大降低。

（３）加入噪声并处理，利用边缘提取算法利用gaussian1获得噪声提取效果如下：Figure 7噪声提取效果通过多次尝试，利用kirsch边缘算子进行提取时，采用gaussian1预滤波效果相对较好。

主要问题回答：（１）噪声在边缘提取算法中会产生什么效果？从结果能够看出“虚假”边缘？根据边缘提取原理，解释为什么含有噪声的图像会出现“虚假”边缘？答：从边缘提取实际结果可以看出，salt and pepper噪声会在边缘提取会产生“虚假”的边缘，即由于噪声改变了边缘附近的阈值，使边缘模糊，从而在提取的过程中就出现了“虚假”的边缘，并对最终提取效果带来较大影响。

衍射光强的测量实验报告测量衍射光强的分布，了解衍射现象的特点。

实验原理：衍射是波的特性之一，当光通过一个小孔或绕过一个障碍物时，会发生衍射现象。

衍射现象产生的光强分布与光源和待衍射物体的性质有关。

在这个实验中，我们通过测量不同位置的衍射光强来研究光强的分布情况。

实验器材：1. 激光器2. 衍射光屏3. 光电二极管4. 光电二极管探测电路5. 光电二极管信号处理器6. 示波器7. 尺子实验步骤：1. 将激光器稳定地放置在实验台上，并调整光束的方向，使其尽可能垂直地照射到衍射光屏的小孔上。

2. 在光屏上选择一个合适的小孔，打开光电二极管探测电路和光电二极管信号处理器。

确保仪器正常工作。

3. 将光电二极管放置在距离衍射屏一定距离的位置上，并用尺子测量该距离。

4. 将示波器的时间标尺和电压标尺调节到适当的范围，以便观察波形。

5. 在示波器上观察到光电二极管输出的波形，调节电压标尺使波形范围最大化。

6. 通过调整衍射光屏的位置，使得在示波器上观察到最佳的波形。

7. 记录下示波器上波形的峰值和衍射光屏的位置。

实验结果：根据实验步骤得到了一系列的数据，包括光电二极管输出的波形峰值和衍射光屏的位置。

根据这些数据，我们可以绘制出衍射光强的分布图。

实验讨论：1. 根据实验结果，我们可以观察到衍射光强的分布是与衍射光屏的位置密切相关的。

当衍射光屏与光电二极管之间的距离增加时，衍射效应减弱，光强逐渐减小。

2. 实验中我们使用激光器作为光源，激光光线的单色性和平行性使得实验结果更加准确。

3. 在实验中需要调节光电二极管的位置和衍射光屏的位置来观察波形，这需要一定的技巧和耐心。

4. 实验结果可以与理论计算进行对比，以验证实验的准确性和可靠性。

实验结论：通过实验我们得到了衍射光强的测量结果，并绘制了衍射光强的分布图。

实验结果与理论计算接近，证明了实验的准确性和可靠性。

本实验对于理解衍射现象的特点和光的波动性质具有重要意义。

实验改进：1. 可以尝试改变光电二极管和衍射光屏的位置关系，研究其对衍射光强分布的影响。

实验报告陈杨 PB05210097 物理二班实验题目:激光散斑测量实验目的:了解单光束散斑技术的基本概念，并应用此技术测量激光散斑的大小和毛玻璃的面内位移。

实验内容：本实验中用到的一些已知量：(与本次实验的数据略有不同)激光波长λ = 0.0006328mm常数π = 3.14159265CCD像素大小=0.014mm激光器内氦氖激光管的长度d=250mm会聚透镜的焦距f’=50mm激光出射口到透镜距离d1=650mm透镜到毛玻璃距离=d2+P1=150mm毛玻璃到CCD探测阵列面P2=550mm毛玻璃垂直光路位移量dξ和dη， dξ=3小格=0.03mm，dη=0光路参数：P1=96.45mm ρ(P1)=96.47mm P2= 550mm dξ=3小格=0.03mm （理论值）数据及处理：光路参数：P1+d2=15cmP2=52.5cmd1=激光出射口到反射镜的距离+反射镜到透镜距离=33.6+28.5=62.1cm f ’=5cm d=250mm λ=632.8nm(1)理论值S 的计算：经过透镜后其高斯光束会发生变换，在透镜后方形成新的高斯光束 由实验讲义给的公式：2'2012'11''2)()1(d f W f d d f f λπ+---= πλd W 01= 201W d πλ=代入数据，可得：''121221''12222010222222101102d 15(1)()562.11559.6332439.63362.12515511f d f cm P d d f fcm cmP cm cm cm cmcm cm cm cm dW W d d W d f f f f W λππλ⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭-=-=--+-=-+=≈-+==-+-+=可得由公式-31.80010cm ≈⨯此新高斯光束射到毛玻璃上的光斑大小W 可以由计算氦氖激光器的高斯光束的传播特性得到：221/2302022222122112111()(1/)250.16162.12511550.161()19.63319.6349.6339.6331.8001010.1W W a W d cma cmcm cm d d cm cm f f a cm P P cm cm cm P cm P P cm πλρ-⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭=+===≈-+-+=+=⨯+≈=⨯⨯+1/220.10861cmcm ⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭≈可以求得散斑的统计半径S ：372632.81052.5cm /9.792100.108cm cm S P W cmλππ--⨯⨯==≈⨯⨯(2)实验值的计算： 组数 Sx/像素 Sy/像素 r S=(S x +S y )/2 1 7.74 8.57 11 8.16 2 7.67 9.00 13 8.38 3 7.53 8.71 12 8.12 4 7.10 8.32 10 7.71 5 7.50 8.46 10 7.98 67.468.37107.92618.056i i S S ===∑像素=112.7μm则S 理论值和实验值得相对误差为:-S 11.27-9.792100%=100%15.1%S 9.792S η=⨯⨯=理论实验理论照在毛玻璃上激光光斑的平均半径:2252.5=632.8nm cm 3.14112.7938.329.3810cm P w m m Sλμμπ-=⨯÷÷==⨯ 则W 的理论值和实验值得相对误差为:9.38-10.8100%=100%13.1%10.8w w w η-=⨯⨯=理论实验理论(3)求出毛玻璃的平均实际位移量 61162246i i d d m ξξμ====∑像素0d η=毛玻璃的平均实际位移量2122434.71()152.5/9.634d mx m P P cm cm ξμμρ∆===++本实验中，调整光路是最关键的一步。

激光散斑测量实验报告实验报告一、引言二、实验仪器和原理实验仪器：激光、透镜、狭缝、幕布、尺子、直尺实验原理：1.激光散斑现象：当激光通过光学元件后，由于光的波动性，光束经过屏幕成为一幅杂乱无章的亮暗交替、相互交错的斑图，这种图案被称为散斑。

散斑的出现是由于光的相位随机分布所导致的，故散斑图案是一种统计性质的成像效应。

2.透镜焦距的测量：当激光通过透镜时，如果透镜的焦距为f，则在焦距前后的位置，散斑图案会有明显的变化。

通过观察焦距前后散斑的大小和形状，可以确定透镜的焦距。

3.狭缝宽度的测量：当激光通过狭缝时，经狭缝后的散斑会变得更加明显。

通过观察狭缝前后散斑的大小和形状，可以确定狭缝的宽度。

三、实验步骤1.将激光照射到透镜上，观察透镜前后的散斑图案。

2.移动屏幕，找到焦距前后的位置，观察散斑图案的变化。

3.测量透镜到焦距前后的距离，计算出焦距。

4.将狭缝放在激光路径上，观察狭缝前后的散斑图案。

5.测量狭缝前后散斑的距离，计算出狭缝的宽度。

四、实验结果及数据处理1.透镜焦距的测量：透镜到焦距前后的距离为d1和d2，焦距为f，根据几何关系可得：1/f=1/d1+1/d2根据测量数据计算得到透镜焦距为f = xx mm。

2.狭缝宽度的测量：狭缝前后散斑的距离为l，透镜到屏幕的距离为D，根据几何关系可得：d=f*l/D根据测量数据计算得到狭缝宽度为d = xx mm。

五、实验讨论1.实验中使用的激光是否满足单色条件？可以通过观察散斑图案的颜色变化进行判断。

2.实验中是否考虑了折射和衍射对散斑图案的影响？3.实验中使用的透镜和狭缝是否满足理想条件？是否考虑了它们的光学畸变？5.实验中的结果是否与理论值相符？如果不符合，可能的原因是什么？六、结论通过激光散斑测量实验，测量得到了透镜的焦距和狭缝的宽度。

实验结果表明，激光散斑测量是一种简便有效的方法，可以用来测量光学元件的性能参数。

同时，实验中也发现了一些实验中需要注意的问题，并提出了一些改进的建议。

衍射现象演示实验报告了解和研究衍射现象，通过实验观察和分析，探索衍射现象的特点和规律。

实验原理：衍射是波动现象之一，当波遇到障碍物或通过狭缝时，波的传播方向会发生偏折，使波扩散或绕过障碍物。

根据赫维在17世纪提出的衍射公式，我们可以计算出衍射的角度和强度。

实验材料：1. 激光器或光源2. 干涉仪或光屏3. 各种宽度和间距的狭缝4. 光源控制器或滑轨5. 光检测器或照相机实验步骤：1. 将光源置于适当位置，调整光源的位置和方向，以保证光线可以穿过狭缝。

2. 打开干涉仪或放置透射光屏，使得光线通过狭缝并照射到干涉仪或光屏上。

3. 观察狭缝所形成的衍射图案，注意其中的明暗条纹和交叉点等特征。

4. 更换狭缝的宽度和间距，再次观察衍射图案的变化，并记录观察结果和现象描述。

5. 使用光检测器或照相机捕捉衍射图案的影像，以便进一步的分析。

6. 使用合适的数学公式和计算方法，对实验数据进行处理和分析。

7. 比较和讨论不同狭缝的宽度和间距对衍射图案的影响，总结规律和结论。

实验结果与分析：实验中观察到的衍射图案会随着狭缝的宽度和间距的变化而改变。

当狭缝较窄或间距较大时，衍射图案会更为集中且明亮，而当狭缝较宽或间距较小时，衍射图案会扩散且暗淡。

这一现象可以解释为，较窄的狭缝或较大的间距会导致光线的相干性较好，从而使衍射图案的干涉条纹更加明显。

而较宽的狭缝或较小的间距会减弱光线的相干性，导致衍射图案的干涉条纹模糊或消失。

通过对衍射图案的影像处理和分析，我们可以得到更多的实验数据和结果。

利用衍射公式，可以计算得到衍射角度、干涉条纹间距等数据，并与实际观察结果进行对比。

我们还可以使用不同的光源和不同的狭缝组合，来探究不同条件下衍射图案的差异和规律。

实验总结：通过衍射现象的实验研究，我们深入了解了衍射现象的特点和规律。

衍射是波动理论的重要内容，它的研究对于光学、声学等领域都具有重要意义。

实验中我们观察和探讨了不同狭缝宽度和间距对衍射图案的影响，通过实验数据的分析，我们可以得到更深入的结论和规律。

激光散斑实验实验报告激光散斑实验实验报告激光散斑实验是一种常见的光学实验，通过观察激光光束在不同表面上的散斑图案，可以对光的传播和干涉现象进行研究。

本次实验旨在通过观察激光在不同材料上的散斑图案，探究光的干涉现象以及不同材料对光的作用。

实验装置主要由激光器、透镜、光屏和不同材料的样品组成。

首先，我们将激光器调整至合适的工作状态，确保激光光束的稳定和垂直度。

然后，将透镜放置在激光光束的路径上，调整透镜的位置和焦距，使得光束能够在光屏上形成清晰的散斑图案。

在实验过程中，我们使用了不同材料的样品，包括透明材料如玻璃和塑料，以及不透明材料如金属和纸张。

通过将这些样品放置在激光光束的路径上，我们可以观察到不同材料对激光的散斑效应。

实验中，我们将透明材料放置在光屏上方，而不透明材料则放置在光屏下方，以便观察到不同材料的散斑图案。

观察散斑图案时，我们可以看到一系列明暗相间的环形或条纹状图案。

这些图案是由于光的干涉所产生的。

当激光光束经过透明材料时，光的传播速度和路径会发生变化，从而导致光的相位发生变化，最终形成干涉图案。

而当激光光束经过不透明材料时，光的传播会受到材料的吸收和散射，从而形成不同的散斑效应。

通过实验观察，我们可以发现不同材料对激光的散斑效应有着不同的影响。

透明材料如玻璃和塑料会产生明亮的环形散斑图案，而不透明材料如金属和纸张则会产生暗纹或条纹状的散斑图案。

这是因为透明材料对光的传播影响较小，而不透明材料则会吸收和散射光线，从而产生干涉效应的差异。

除了观察不同材料的散斑图案，我们还可以通过调整透镜的位置和焦距，改变激光光束的直径和聚焦效果，进一步研究光的干涉现象。

通过调整透镜的位置，我们可以观察到散斑图案的变化，从而了解光的传播和聚焦的特性。

综上所述，激光散斑实验是一种重要的光学实验，通过观察激光在不同材料上的散斑图案，可以研究光的传播和干涉现象。

通过实验，我们可以了解不同材料对光的作用以及透镜的调节对散斑图案的影响。

实验题目：激光散斑测量实验目的：通过对激光散斑大小的测量，了解激光散斑的统计特性，学习有关散斑光强分布重要的数据处理方法。

实验器材：氦氖激光器，双偏振片，全反射镜，透镜 ，毛玻璃，CCD ，计算机。

实验原理：激光散斑是由无规散射体（实验中为毛玻璃）被相干光照射产生的。

散斑场按光路分为两种，一种是在自由空间中传播而形成的客观散斑（本实验研究的情况），另一种是由透镜成象形成的主观散斑。

散斑的大小、位移及运动变化可以反映光路中物体及传播介质的变化。

试验中用的是激光高斯光束，其传播时光场的等振幅线在沿光路方向为双曲线。

光斑最细的位置为束腰。

激光经过凸透镜时其偏角会变化，会产生新的束腰。

毛玻璃离透镜的距离改变时，照在其上的光斑半径也随之改变。

实验是通过用计算机测量散斑的变化来算出光路中毛玻璃的移动情况。

激光散斑光强分布的规律由相关函数来描述。

自相关函数为：G （x 1,y 1；x 2,y 2）=〈Ｉ(x 1,y 1) Ｉ(x 2,y 2) 〉归一化后为： 其中： 互相关函数为：G C （x 1,y 1；x 2,y 2）=〈Ｉ(x 1,y 1) Ｉ’(x 2,y 2) 〉归一化后为： )](ex p[1),(222Sy x y x g ∆+∆-+=∆∆})](/1[ex p{})](/1[(ex p{1),(212212S P P d y S P P d x y x g y x C ρρ++∆-++∆-+=∆∆WP S πλ/2=其中实验数据（原始数据纸质提交）： N s x /像素 s y /像素 1 8.54 7.94 2 7.62 7.95 3 7.59 7.51 4 8.46 8.28 5 7.77 8.35 6 7.70 7.91 77.747.87))(/1(12P P d x x ρ+-=∆实验装置图 1.氦氖激光器 2.双偏振片 3.全反射镜 4.透镜 5.毛玻璃 D 7.计算机123 4 5 6735cm30cm15cm55cm数据处理：（1）理论值计算：由公式：2101)(πλd w =得激光管口处腰束半径为：mm E w 2244.01415926.398.632*25.001==-=由2'2012'11''2)()1(d fW f dd f f λπ+---=得mm E 55.53)4328.6*502244.0*()506501(6505050d 2222=-+---=π 由公式：2'2012'120102)()1(fW f d W W λπ+-=得：mm E W 01726.0)50*4328.62244.0*()506501(2244.0222202=-+-=πP1=150-53.55mm=96.45mm)(479.110328.6/01726.0/42202mm W a =⨯⨯==-πλπ)(126.1)479.1/45.961(01726.0)/11()1(2/1222/12202mm a p W p W =+⨯=+=)(47.96)45.96/479.11(45.96)1/1(1)1(2222mm p a p p =+⨯=+=ρ)(0984.0)126.1/(55010328.6/42mm W P S =⨯⨯⨯==-ππλ ∆x 和∆y 计算:(这里d ξ=0.06mm)∆x = d ξ (1 + p2 / ρ(P1))＝0.06×(1 + 550/ 96.47)mm ＝0.4021（mm ） ∆y= d η (1 + p2 / ρ(P1))＝0mm （2）实验值计算：S1＝(Sx ＋Sy)/2=(8.55+7.95)/2=8.25 (像素) S2=(Sx ＋Sy)/2= (7.62+7.95)/2=7.78 (像素) S3=(Sx ＋Sy)/2= (7.59+7.51)/2=7.55 (像素) S4=(Sx ＋Sy)/2= (8.46+8.28)/2=8.37 (像素) S5=(Sx ＋Sy)/2= (7.77+8.35)/2=8.06 (像素) S6=(Sx ＋Sy)/2= (7.70+7.91)/2=7.80 (像素) S7=(Sx ＋Sy)/2= (7.74+7.87)/2=7.80 (像素) S8=(Sx ＋Sy)/2= (7.78+7.69)/2=7.74 (像素) 则S ＝0.014*(S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7+S8)/8=0.014*(8.25+7.78+7.55+8.37+8.06+7.80+7.80+7.74)/8=0.1109mm则照在毛玻璃上激光光斑的平均半径为：mm E S P w 9990.01109.0*4328.6*5502=-==ππλ ∆x =0.014*(36+36+37+37+37+35)/6=0.5087mm 毛玻璃的平均实际位移量mm P P x d 076.047.96/55015087.0)(112=+=+∆=ρξ误差分析：1）试验中求得毛玻璃的平均实际位移量为0.076mm ，照在毛玻璃上的光斑半径理论值为0.0984mm ，而实际测得为0.1109mm 。

衍射光强的测量实验报告实验目的本实验旨在通过衍射光强的测量，研究光的衍射现象，并了解衍射光强与光源、衍射屏、观察点位置等因素之间的关系。

实验器材•激光器•衍射屏•光强测量仪•三脚架•单缝衍射装置实验步骤1. 搭建实验装置首先，在实验室中选择适当位置搭建实验装置。

将激光器放置在台面上，并使用三脚架固定，确保激光器的位置稳定。

将衍射屏放置在激光器的前方，并调整其位置，使得光线能够通过单缝衍射装置。

2. 开启激光器打开激光器的电源，并调整激光器的参数，使得激光光束呈现稳定的形态。

确保激光器输出的光线垂直射向衍射屏，并通过单缝衍射装置产生衍射现象。

3. 测量衍射光强使用光强测量仪，将仪器置于观察点位置。

观察点位置可以根据实验需要进行调整。

确保光强测量仪的探测器垂直于衍射光线，并记录下该位置。

4. 测量不同条件下的衍射光强在保持观察点位置不变的情况下，依次改变激光器的参数、单缝衍射装置的大小等条件，记录下不同条件下的衍射光强。

5. 统计数据与分析将测量得到的衍射光强数据整理，并进行统计与分析。

根据不同条件下的衍射光强，可以探讨衍射现象与光源、衍射屏、观察点位置等因素之间的关系。

实验结果与讨论根据实验数据统计与分析，我们可以得出以下结论：1.光源强度对衍射光强有影响：在其他条件不变的情况下，增加激光器的输出功率，衍射光强也随之增加。

2.衍射屏的特性对衍射光强有影响：改变单缝衍射装置的大小，可以观察到衍射光强的变化。

较小的单缝衍射装置会导致更明显的衍射效应，从而衍射光强较大。

3.观察点位置对衍射光强有影响：改变观察点距离衍射屏的位置，可以观察到衍射光强的变化。

在某些特定位置，会出现衍射光强的最大或最小值。

通过以上实验结果与讨论，我们可以进一步认识到光的衍射现象，并深入了解光源、衍射屏、观察点位置等因素对衍射光强的影响，为相关领域的研究与应用提供了重要参考。

结论本实验通过测量衍射光强，研究了光的衍射现象，并分析了衍射光强与光源、衍射屏、观察点位置等因素之间的关系。

本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==北航光电实验指导书篇一：北航光电测试综合实验实验指导书光电测试综合实验实验指导书北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院201X年5月一、实验系统简介1.1 多功能光学系统本实验系统的光学原理如图1所示，激光（He-Ne，波长6358nm，功率>3mv）通过送计算机图1 实验仪光学系统1－激光器 2,17－衰减器3,5,11－定向孔 4,13－移动反射镜 6,7,9,12－反射镜 8,29－物镜 10－准直透镜 14－分光棱镜 15－共焦显微镜 16－多功能试件夹及组合工作台 18－带压电陶瓷的组合工作台 19,27－衍射试件平台 20－成像透镜 21－目镜22－可调光阑 23－光电接收器 24－导轨25,28－直角棱镜26－傅氏透镜 30－五维调节架 31－光纤分束器 32－光纤 33a－外置式光纤传感器 33b－内置式光纤传感器 34－光纤夹持器 35－备用试件架各种光学元件的切换与配置，组合成一种光学物理系统，实现定性观察与定量测试的多功能，最终由光电接收器23接收，并将信号送入计算机系统，完成实验内容的显示与计算。

所谓多功能，主要由下列七部分组成：1． Tyman-Green干涉系统激光1经衰减器2调节光强，小孔3,5定向，扩束镜8,10扩束，分光棱镜14分光后，一路由工作台16上试件返回，形成参考光，一路由工作台18上试件返回形成物光，再返回分光镜14形成干涉场，经透镜20成像（透镜21选装），光阑22滤波（选装）后，在CCD23上形成稳定干涉图样，由计算机程序实现参数显示与计量。

2．衍射计量系统激光经4，12，13，14转向，射向衍射试件（试件夹19中）产生衍射，经20会聚成像，至23接收，送计算机显示器观察，并对部分试样实现定标与计量。

光的衍射实验报告一、实验目的1、观察光的衍射现象，加深对光的波动性的理解。

2、测量单缝衍射的光强分布，计算缝宽。

3、了解衍射光栅的特性，测量光栅常数。

二、实验原理1、光的衍射现象当光在传播过程中遇到障碍物时，光线会偏离直线传播的路径，绕过障碍物的边缘，在障碍物的几何阴影区内形成一定的光强分布，这种现象称为光的衍射。

2、单缝衍射单色平行光垂直照射到宽度为 a 的单缝上，在屏幕上形成明暗相间的衍射条纹。

衍射条纹的光强分布可以用菲涅耳半波带法来解释。

根据惠更斯菲涅耳原理，单缝处波阵面上的各点都可以看作是发射子波的波源，这些子波在空间相遇时会发生干涉。

在衍射角为θ的方向上，单缝可分为偶数个半波带时，相邻半波带发出的光在该方向上相互抵消，形成暗条纹；单缝可分为奇数个半波带时，相邻半波带发出的光在该方向上相互叠加，形成明条纹。

中央明条纹的宽度为其他明条纹宽度的两倍，其光强最大。

单缝衍射的光强分布公式为：＼I ＝ I_0 ＼left(＼frac{＼sin ＼beta}｛＼beta}＼right)＾2\其中，＼（I_0\）为中央明条纹的光强，＼（＼beta ＝＼frac{＼pi a ＼sin ＼theta}｛＼lambda}＼），＼（＼lambda\）为入射光的波长。

3、衍射光栅衍射光栅是由大量等宽、等间距的平行狭缝组成的光学元件。

当平行光垂直照射到光栅上时，会在屏幕上形成一系列明亮的条纹，称为光栅衍射条纹。

光栅方程为：＼（d ＼sin ＼theta ＝ k ＼lambda\）（＼（k ＝ 0, ±1, ±2,＼））其中，＼（d\）为光栅常数，即相邻两狭缝之间的距离，＼（＼theta\）为衍射角，＼（＼lambda\）为入射光的波长。

三、实验仪器1、氦氖激光器2、单缝3、衍射光栅4、光具座5、光屏6、光强测量仪四、实验步骤1、单缝衍射实验（1）将氦氖激光器、单缝和光屏依次放置在光具座上，调整它们的高度和位置，使激光束垂直照射在单缝上，并在光屏上形成清晰的衍射条纹。

第1篇1. 熟悉光测力学实验的基本原理和操作方法。

2. 掌握光测力学实验仪器设备的使用方法。

3. 通过实验，加深对光弹性、云纹、散斑等光测力学方法的理解。

4. 培养实验操作技能，提高分析问题、解决问题的能力。

二、实验原理光测力学实验是利用光波和光学系统对力学量进行测量的实验方法。

其主要原理是：当透明物体在受力作用下，物体内部的应力分布发生变化，从而导致光波在物体内部的传播速度发生变化，进而引起光波的相位变化。

通过测量光波相位的变化，可以间接测量出物体内部的应力分布。

本实验主要涉及以下几种光测力学方法：1. 光弹性实验：利用具有特殊性质（暂时双折射现象）的透明材料制成研究对象的模型，用仪器测出模型在相似载荷作用下光学性质的变化，以达到分析模型中的应力分布之实验方法。

2. 云纹实验：通过观察和分析云纹的变化，间接测量出物体内部的应力分布。

3. 散斑实验：利用散斑对光波进行干涉，从而测量出物体内部的应力分布。

三、实验仪器与设备1. 光弹性实验装置：包括光源、透镜、滤光片、光栅、光弹性材料等。

2. 云纹实验装置：包括光源、透镜、光栅、云纹板、投影仪等。

3. 散斑实验装置：包括光源、透镜、光栅、散斑板、投影仪等。

4. 数据采集系统：用于采集实验数据。

四、实验步骤1. 光弹性实验（1）准备光弹性材料，将其切割成所需形状和尺寸。

（2）搭建光弹性实验装置，调整光源、透镜等光学元件。

（3）将光弹性材料放置在实验装置中，施加适当的载荷。

（4）通过观察和分析光弹性材料的光学性质变化，分析模型中的应力分布。

2. 云纹实验（1）准备云纹板，将其放置在实验装置中。

（2）调整光源、透镜等光学元件，使光束照射到云纹板上。

（3）观察和分析云纹的变化，分析模型中的应力分布。

3. 散斑实验（1）准备散斑板，将其放置在实验装置中。

（2）调整光源、透镜等光学元件，使光束照射到散斑板上。

（3）观察和分析散斑的变化，分析模型中的应力分布。

五、实验数据及处理1. 光弹性实验：记录实验数据，包括载荷、光弹性材料的光学性质变化等。

第1篇一、项目背景随着光学检测技术的不断发展，激光散斑技术因其非接触、非破坏、高灵敏度等特点，在材料科学、生物医学、光学制造等领域得到了广泛应用。

本报告针对某次激光散斑实验数据进行分析，旨在揭示样品的表面形貌、内部结构以及材料性能等信息。

二、实验方法1. 实验装置：实验采用激光散斑干涉仪，配备高功率激光器、分束器、扩束镜、聚焦镜、探测器等设备。

2. 实验样品：样品为某新型复合材料，厚度约为2mm。

3. 实验步骤：（1）将样品放置于实验平台上，调整激光器功率和聚焦参数；（2）开启激光器，使激光束照射到样品表面；（3）探测器接收散射光信号，经处理后传输至计算机进行分析。

三、数据采集本次实验采集了多组激光散斑干涉图像，数据量较大。

以下为部分实验数据：1. 散斑干涉图像：展示了样品表面的散斑干涉图案，可直观反映样品的表面形貌。

2. 散斑图相位分布：通过相位解调技术，获取样品表面的相位分布信息，进一步揭示样品的内部结构。

3. 散斑图强度分布：分析了样品表面的强度分布，可用于评估样品的表面质量。

四、数据分析1. 散斑干涉图像分析：通过观察散斑干涉图像，发现样品表面存在明显的纹理特征，表明材料具有一定的微观结构。

进一步分析发现，样品表面的纹理具有一定的周期性，说明材料在制备过程中可能存在一定的工艺缺陷。

2. 散斑图相位分布分析：通过相位解调技术，获取样品表面的相位分布信息。

分析发现，样品表面存在一定程度的相位畸变，表明材料内部存在一定的缺陷。

进一步分析缺陷的分布和形态，有助于了解材料的内部结构。

3. 散斑图强度分布分析：通过分析散斑图强度分布，发现样品表面的强度分布不均匀，存在一定程度的波动。

这可能是由于材料内部存在孔洞、裂纹等缺陷导致的。

通过对强度分布的统计分析，可以评估样品的表面质量。

五、结论与建议1. 结论：（1）样品表面存在明显的纹理特征，表明材料具有一定的微观结构；（2）样品内部存在一定程度的缺陷，可能影响材料的性能；（3）样品表面强度分布不均匀，存在一定程度的波动。

衍射光强测量实验报告衍射光强测量实验报告引言：衍射是光学中的重要现象之一，它是光波在通过障碍物或通过物体边缘时发生的现象。

衍射现象的研究对于理解光的本质以及应用于光学器件的设计和优化具有重要意义。

本实验旨在通过测量衍射光强，探究光波的传播和衍射特性。

实验器材：1. 激光器：用于产生单色光源，保证实验的准确性和可重复性。

2. 衍射光栅：用于产生衍射现象，可调整衍射角度和衍射强度。

3. 光电二极管：用于测量衍射光强。

实验步骤：1. 将激光器对准衍射光栅，使光线垂直射入光栅表面。

2. 调整衍射光栅的角度，观察衍射现象。

记录不同角度下的衍射光强。

3. 将光电二极管放置在合适的位置，使其能够接收到衍射光。

连接光电二极管与电压表。

4. 通过调整光电二极管的位置，使其接收到最大的衍射光强。

记录此时的光电二极管位置和对应的电压值。

5. 重复步骤2-4，记录不同角度下的最大衍射光强和对应的电压值。

实验结果：通过实验测量，我们得到了不同角度下的衍射光强和对应的电压值。

根据实验数据，我们可以绘制出衍射光强与角度的关系曲线。

通过分析曲线，我们可以得出以下结论：1. 衍射光强随着角度的增加而减小，呈现出明显的衍射特性。

2. 在某一特定角度下，衍射光强达到最大值，这一角度对应着衍射光的主极大。

3. 在主极大两侧，还存在着次级极大和次级极小，其衍射光强随角度的变化呈现出周期性的变化。

讨论与分析：通过实验结果的分析，我们可以得出以下结论和思考：1. 衍射现象是光波的波动性质的体现，光波在通过障碍物或物体边缘时会发生衍射现象。

2. 衍射光强的测量可以用于研究光波的传播和衍射特性，对于光学器件的设计和优化具有重要意义。

3. 实验中的光电二极管起到了重要的作用，它能够将衍射光转化为电信号，并通过电压表进行测量。

4. 实验中的激光器和衍射光栅的选择和调整对实验结果的准确性和可重复性具有重要影响。

结论：通过衍射光强测量实验，我们成功地观察和测量了光波的衍射现象，并得到了衍射光强与角度的关系。