激光散斑实验〖精品课件〗.ppt

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激光散斑实验
什麽是激光散斑现象?
激光散斑现象的特点
激光散斑的应用
散斑测量实验的内容
数据处理的方法和结论
什麽是激光散斑现象?
当一束激光照射到具有漫射特性的粗糙外表上时,在反射光的空间中用一个白色的屏去接收光总可以看到一些斑点。这就是激光散斑现象。
经透镜成象形成的散斑是主观散斑 。在自由空间传播形成的 散斑叫做客观散斑。
散斑的大小、位移及运动是有规律的,它可以反映激光照明区内物体及传播介质的物理性质和动态变化。
激光散斑的现象应用
力学、建筑工程和机械设计方面的应用:利用散斑位移和散斑干预图测量物体外表的形变和裂纹、损伤和应力分布。
在工业生产中的应用:利用对激光散斑的动态测量法测量生产线上工件及产品的移动速度。
在燃烧学和热物理中的应用:利用激光散斑照相技术测量火焰的结构和温度场的温度分布。
在医学研究中的应用:非侵入的测量皮肤下微循环的速度。测量心脏的心动图。利用主观散斑的运动规律对人眼的进行主观验光。
天文学测量中的应用:利用星体斑纹干预术可以克服大气扰动的影响获得高分辨的图象。
利用散斑进行光学图象处理:例如图象相减等。
散斑实验光路图
He-Ne Laser
PC
CCD
毛玻璃
透镜
客观散斑场
激光的产生
激光工作物质被激活(光、电能等)后产生粒子数反转,发生受激辐射,能使光得到放大。光在由两片高反射率的镜片和激活物质组成的谐振腔之间屡次的反射形成激光输出。
高斯光束的形成
以实验室常用的氦氖激光器为例说明:
波长为m、 m)
由激光器出射的高斯光束
d=250mm ,= ,w0
d
2W0
高斯光束的复振幅表达式:

I0
I
W0
高斯光束的传播公式
高斯光束过程中光束轮廓为绕Z轴旋转的双曲面