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激光散斑干涉实验.docx

上传人:niupai21 2022/6/18 文件大小:229 KB

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激光散斑干涉实验.docx

文档介绍

文档介绍:激光散斑干涉实验
摘要:激光散斑测量法是在全息方法基础上发展起来的一种测量方法,这种方法 具有很强的实用价值。散斑位移测量不仅可以实现离面微位移的测量,也可以进 行面内微位移测量。主要是对面内微位移进行了测量研究,利用设计的测量系统 将物的等间距平行线,称为杨氏条纹图。
3)离面位移(形变)的散斑测量
设Al、A2分别是被测场Ml与参考面M2产生的散斑场在P点上的振幅。P点合振 幅为A1+A2,强度取决于A1、A2的位相。当物体Ml位移(或变形)后,若位相 差的改变为2n、4n, 相应的光程差改变为入,2入, 变形前后的散 斑场强度一致,称为相关。若光程差改变为入/2, 3入/2, ,亮散斑变成暗
散斑,称为不相关。将变形前后的图像拍下来,对两幅散斑图像进行相减,可得 相关位移信息。

搭建并调整实验系统
按照实验光路图在光学平台上搭建主观散斑记录光路,并调整系统共轴,要 求激光束与台面平行,并用针孔滤波器对光束进行滤波后,照明待测物体。
说明:接收器采用 CCD 器件,由 CCD 器件采集的光强信息经过采集卡进行 AD 变换,将模拟信号变成数字信号,再显示在计算机屏幕上,此数字信号同时 存入计算机硬盘上便于数据处理。
拍摄散斑图
A、 采用前面已调整好的主观散斑记录光路,将毛玻璃作为待测物体,物光束经 成像透镜投射到CCD表面,由CCD拍摄的散斑图显示在计算机屏幕上。前后移动 CCD,仔细观察散斑场的分布情况,重点注意散斑的对比度、形状和大小与照明 条件的关系等,继而得到对激光散斑的定性认识;
B、 将毛玻璃换作名片、请柬重复以上实验。
散斑干涉测量
A、测量微小面内位移 利用前面已经调整好的主观散斑的拍摄光路,将毛玻璃更换为待测物,物光束经
成像镜头投射到CCD表面。调整物距,找到成像最清晰的位置并且固定待测物。 利用待测物调整架上的千分头使待测物体在自身平面内做微小位移,用计算机上 的图像采集程序控制 CCD 摄像机,对物体发生位移前后的散斑图进行记录并相 减,通过散斑条纹计算散斑位移量,并与待测物体的手动位移量作比较。
B、测量微小离面位移
a 按照实验原理图搭建好光路,要求激光束与台面平行,各器件同轴等高,分光 棱镜分出的物光均匀照射离面位移待测物,参考光经同光程反射后与物光波汇合 同时进入CCD;
b 把圆形压力盒作为被测物,压力盒表面有微小的突起和回复,通过软件实时剪 切,观察条纹的产生以及变化情况,据此定性分析圆形压力盒的表面实时突起变 化的情况;
c 将圆形压力盒(变形物)换成刚性推板俯仰物,通过推动千分丝杆使推板前倾 产生离面位移,观测条纹,通过软件定量计算俯仰板上各点较原位置的位移量, 并通过丝杆读书计算验证。
(4)设计性实验
压电陶瓷的热变形测量:
通过对压电陶瓷施加不同的电压,、、、、, 用软件实时剪切,观察条纹的产生以及变化情况,据此分析压电陶瓷的热变形情 况。
3、 结果与讨论
(1)等倾干涉
图1 图2 图3 图4
讨论:面内位移越大,等倾干涉条纹越密
(2)等厚干涉
实验数据:
图一
图二
图三
图四
图五
环数
10
8
6
4
3
表格:环数与离面位