文档介绍：压电陶瓷振动的干涉测量实验报告  一、(1)了解压电陶瓷的性能参数; (2)了解电容测微仪的工作原理,掌握电容测微仪的标定方法;(3)、掌握压电陶瓷微位移测量方法。(一端装有激光反射镜,可在迈克尔逊干涉仪中充当反射镜)、光学防震平台、半导体激光器、双踪示波器、分束镜、反射镜、二维可调扩束镜、白屏、驱动电源、光电探头、信号线等。二、,它的压电性可由晶体的压电性来解释。晶体在机械力作用下,总的电偶极矩(极化)发生变化,从而呈现压电现象,因此压电陶瓷的压电性与极化、形变等有密切关系。1)正压电效应:压电晶体在外力作用下发生形变时,正、负电荷中心发生相对位移,在某些相对应的面上产生异号电荷,出现极化强度。对于各向异性晶体,对晶体施加应力时,晶体将在X,Y,Z三个方向出现与应力成正比的极化强度,即:E=g·T(g为压电应力常数),2)逆压电效应:当给压电晶体施加一电场E时,不仅产生了极化,同时还产生形变,这种由电场产生形变的现象称为逆压电效应,又称电致伸缩效应。这是由于晶体受电场作用时,在晶体内部产生了应力(压电应力),通过应力作用产生压电应变。存在如下关系:S=d·U(d为压电应变常数)对于正和逆压电效应来讲,g和d在数值上是相同的。。上图是迈克耳逊干涉仪的原理图。分光镜的第二表面上涂有半透射膜,能将入射光分成两束,一束透射,一束反射。分光镜与光束中心线成45°倾斜角。M1和M2为互相垂直并与分束镜都成45°角的平面反射镜,其中反射镜M1后附有压电陶瓷材料。由激光器发出的光经分光镜后,光束被分成两路,反射光射向反射镜M1(附压电陶瓷),透射光射向测量镜M2(固定),两路光分别经M1、M2反射后,分别经分光镜反射和透射后又会合,经扩束镜到达白屏,产生干涉条纹。M1和M2与分光镜中心的距离差决定两束光的光程差。因而通过给压电陶瓷加电压使M1随之振动,干涉条纹就发生变化。由于干涉条纹变化一级,相当于测量镜M1移动了λ/2,所以通过测出条纹的变化数就可计算出压电陶瓷的伸缩量。三、实验步骤1)将驱动电源分别与光探头,压电陶瓷附件和示波器相连,其中压电陶瓷附件接驱动电压插口,光电探头接光探头插口,驱动电压波形和光探头波形插口分别接入示波器CH1和CH2;2)在光学实验平台上搭制迈克尔逊干涉光路,使入射激光和分光镜成45度,反射镜M1和M2与光垂直,M1和M2与分光镜距离基本相等;3)打开激光器,手持小孔屏观察各光路,适当调整各元件位置和角度,保证经分光镜各透射和反射光路的激光点不射在分光镜边缘上。4)遮住M1,用小孔屏观察扩束镜前有一光点,再遮住M2分辨另一光点,分别调整M1和M2的倾角螺丝直至两光点重合,并调整扩束镜位置使其与光点同轴,观察白屏上出现干涉条纹,再反复调整各元件,最好能达到扩束光斑中有2到3条干涉条纹。5)打开驱动电源开关,将驱动电源面板上的波形开关拨至左边“—”直流状态,旋转电源电压旋钮,可发现条纹随之移动;每移动一条干涉条纹,代表压电陶瓷伸缩位移变化了半个波长,即650/2nm=325nm用笔在白屏上做一参考点。将直流电压降到最低并记录,平静一段时间,等条纹稳定后,缓慢增加电压,观察条纹移动,条纹每移过参