文档介绍：实验报告
实验名称：光学综合实验
学员：马婷学号：11070055
培养类型：硕士年级：11级
专业：光学工程所属学院：光电科学与工程学院
指导教员：马浩统职称：
实验室：103T01实验日期：2012-03-28
国防科那就只有零级和一级
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（m=±1）衍射。对于黑白光栅，将会出现一个完整的系列衍射光斑（如图4（b））。所有这些均可以在数学上用傅里叶理论进行解释。
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图4正弦光栅和黑白光栅（傅里叶分析）
任何周期函数均可以表示为一系列具有基本频率及其谐波组成的正弦函数和余弦函数的和形式。每一个频率对原始函数的贡献则通过用一些标准积分表达式来计算得到。将周期函数分解为其谐波叠加的方法称为傅里叶分析。这种分析能够确定各种谐波贡献的幅度以及相对于基频的相位关系（同相或相位差180）。
这一过程在某种意义上式可逆的。如果基频和适当高阶谐波合成，则可对任何周期函数逼近，这一方法称为傅里叶合成。
（2）图像的形成
当一束激光照射一个光栅时，光束自身将会发生衍射，并在透镜后焦面上显示空间频谱。实际表明，即使物体不是一个光栅，甚至不是等间距的系列刻线，但透镜后焦面上的图像仍然可以描述物体中包含的空间频率成分。若物体本身较大且明暗变化缓慢，则表现较低的空间频率，从而衍射现象不太明显。因此衍射主要分布在近光轴区。若物体本身较小，包含精细结构、锐利边沿等结构，则激光照射物体后将会产生明显的衍射现象，并且透镜后焦面上的光斑主要分布在远离光轴区域。
假设我们使用网格屏，这是一对仅比上述以为光栅稍微粗糙一点的正交光栅。当用一束激光照射该正交光栅时，衍射级次将会在透镜后焦面上聚焦形成二维点阵。相邻光点之间的间距包含了光栅常数的信息。
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若透镜和光栅的距离超过一倍焦距，则在傅里叶变换平面之后的某处将会形成光栅的实像，光路图如图5所示。这一成像过程可看作为两个过程，傅里叶分解和傅里叶合成。
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图5阿贝成像理论
（3）空间滤波由于焦平面上半径越大处的光斑表示空间频率越高，因此插入掩膜会改变焦平面上的空间频率分布，也会以可预测的方式改变图像的频谱成分。这种通过“改变”空间频率成分来改变成像的过程称为空间滤波。
三、实验项目
验证马吕斯定律；
玻璃载物片布儒斯特角的测量；
观察材料双折射现象；
观察偏振引起的光隔离现象；
观察空间滤波现象。
四、实验器材激光器组件、光束偏转组件、镜片夹持器、旋转平台、偏振片、分光镜、1/4波片、扩束用镜头（两个焦距比约为6的凸透镜）、傅里叶变换透镜（焦距150mm）、显微镜载玻片、光挡、观察屏。
五、操作方法与实验步骤
（一）马吕斯定律和布儒斯特角测量
在光学平台的一段安装一个激光器组件（LA）,调节激光器组件使出射激光束平行平台的上边沿和台面，如图6所示。将小孔光阑（①=2mm）置于激光器输出窗口前。该光阑用来显示后续光路中器件反射光束的光电位置。
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图6马吕斯定律实验光路
在光学平台左上角处安装一个光束偏转组件（BSA-1）。调节光束偏转组件使入射光束与反射镜等高，并使反射光束平行于平台的左边沿和台面。
在平台左下角安装第二个光束偏转组件（BSA-1）。调节、旋转镜架直至反射光束平行于光学平台的下边沿和平台平面。
将光电探测器紧固于镜片夹持器，调节夹持器使得光束入射到探测器的中心。
在第二个光束偏转组件（RSA-1）后依次安装偏振片1和偏振片2,其中偏振片2安装在角度可调的旋转平台（RSA-1）上。从0。至到180。，以10。为步长改变第二块偏振片的角度,记录旋转的角度和光功率的数值。
根据5的记录画出I-9曲线，并与马吕斯定律I=Icos29对比。
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移开并卸下旋转平台组件RSA-1，安装一个无底座的透镜支架与RSA-1平台，并用1/4-20螺丝将旋转平台R固定于光学平台，如图7所示。调整透镜支架使光束通过其中心，将显微镜载物片固定于透镜支架。
图7布儒斯特角实验光路
调节旋转平台至0。位置。旋转透镜支架使光束原路返回。旋转支杆紧固螺钉，使透镜支架固定。
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调节偏振片使其透射光束平行于光学平台。此时，透射光的偏振方向为水平。
将光电探测器固定于改进的干板夹（TA-2）。
从0。开始调节旋转平台R并观察由载物台反射光束在观察屏光斑的变化在这一过程中的某一角度时反射光束光斑会变暗，继续调节R光斑又会变亮。反复调节载物片和起偏器角度，直到光斑完