文档介绍：仪器科学与光电工程学院
细丝直径测量及光学频
谱分析实验
仪器光电综合实验实验报告
2012/4/13
《仪器光电综合实验》实验报告
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互补屏接收屏
U=U1+U2=O
巴俾特原理及细丝直径测量实验报告
仪器科学与光电工程学院
细丝直径测量及光学频
谱分析实验
仪器光电综合实验实验报告
2012/4/13
《仪器光电综合实验》实验报告
1
互补屏接收屏
U=U1+U2=O
巴俾特原理及细丝直径测量实验报告
实验时间：2012年4月13日星期五
（一）实验目的
了解巴俾特（Babinet）原理
2．利用互补测定法测量细丝直径
（二）实验原理
巴俾特原理:
激光衍射互补测定法的原理是基于巴俾特原理，如图所示，设一个任意形状的开孔，在平面波照射下’在接收屏上的复振幅用Ui表示；用同一平面波照射其互补屏时’在接收屏上其复振幅用U2表示。当互补屏叠加时’开孔消失’在接收屏上的光强分布也应消失’合成复
[U=-U9、
振幅应为零’即：U=《+J
「2
[I吋U2I2J
上式说明，两个互补屏所产生的衍射图形，其形状和光强完全相同，仅位相相差/■2。这就是巴俾特原理。对激光衍射条纹
来说，原来是亮条纹的位置上互补时将出现暗条纹。利用这个互补原理，就可以测定各种细丝和薄带的尺寸。
为获得明亮的远场条纹，一般用透镜在焦面上形成夫朗和费条纹，如图所示。设透镜的焦距为f'，细丝直径为d，则计算公式为：dsin9二n九，
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sin9
n九•Jx2+f'2d二—
x
n
九=
三）实验光路图
互补法测星的计算
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四）实验步骤
1．激光不扩束；
将分光镜14转90°；
3．试件夹19中装入衍射试件（微屏系列，细丝系列）；
移动CCD23使图像清晰，锁定23；
利用计算机程序实现定标和计量；
记录微屏系列对应一级，二级三级衍射圆环和细丝衍射条纹分布尺寸
五）实验结果记录：
Figure1微屏衍射（黑色单缝：宽度最小）
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Figure2微屏衍射（黑色单缝：宽度次大）
Figure3微屏衍射（黑色单缝：宽度最大）
2．细丝衍射图样
Figure4细丝试件
*以上图样均由相机拍摄，并经过裁剪后所得。
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(六)数据处理
*选取微屏系列，宽度最小黑色单缝衍图案
类型
衍射级n
Xn(cm)
D(um)
d均值(um)
细丝
1
&563206
1
3
微屏
1
2
3
误差传递分析:
n九•JX2+f‘2
考虑到细丝直径的计算公式：d二n，由于d由各个测量量计算获得，在实际
x
n
测量中，直接测量量不可避免对产生误差，故研究各个测量量误差队最终测量结果的影响：
对n，由于n为整数，实测中，一般不会产生错误，如果错误，应属于粗大误差，故不予考虑。
对九，由于he-ne激光器光源的稳定度很好，发出光波长变化极小，故可认为该为准确值。
对x,为实验的主要测量量，故由于x不准确将会对实验结果带来较大影响。可以nn
求得Ad=Ax
n
一f'2n九
般测量系统，n较小，x一般为毫米量级，f
n
般为厘米量级，九为纳米量级(),可估计，Ad的误差约为Ax测量误差n
的百分之一，一般细丝直径相对于x较小，可以认为与Ax(小误差条件下)处于nn
同一量级上，故易对最终测量结果带来约百分之一的误差。
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光学频谱分析实验
实验时间：2012年5月11日星期五
一、实验目的:
1、了解透镜对入射波前的相位调制原理
2、加深对透镜复振