双光栅测弱振动.pptVIP

实验原理 位相光栅的衍射 当激光平面波垂直入射到位相光栅时，由于位相光栅上不同的光密和光疏媒质部分对光波的位相延迟作用，使入射的平面波变成出射时的摺曲波阵面。 在远场可用光栅方程表示 运动的位相光栅产生频移 如果光栅在y方向以速度v移动着，则出射波阵面也以速度v在y方向移动。从而，在不同时刻，对应于同一级的衍射光线，波阵面上的出发点，在y方向也有一个的位移量 这个位移量相对于出射光波位相的变化量是： 实验原理 光波从静止光栅出射 光波从运动光栅出射 可见，移动位相光栅的k级衍射光波，相对于静止的位相光栅有一个多普勒频移： 光拍的获得 两片完全相同的光栅平行紧贴，其中一片B静止不动只起衍射作用；另一片A相对B移动，既起衍射作用，也起频移作用 由于双光栅紧贴，且激光束具有一定宽度，所以两光束能平行迭加，形成光拍。 实验原理 光拍的测量 用光电探测器接迭加的光束 光电池输出的光电流 拍频讯号： 光电检测器测到的光拍讯号的频率为拍频 实验原理 微弱振动振幅的测量 实验仪器 半导体激光器(波长650nm)，双光栅(100条/mm)，光电池，音叉(谐振频率约440Hz),导轨，双综示波器和音叉激励信号源等 实验内容 几何光路调整：调整激光器出射激光与导轨平行，锁紧激光器。 双光栅调整：调出光滑的光拍 测出外力驱动音叉时的谐振曲线，小心调节“频率”旋钮，作出音叉的频率--振幅曲线。 改变音叉的有效质量，半定量研究谐振曲线的变化趋势，并说明原因。 改变音叉的质量分布，半定量研究谐振曲线的变化趋势，并说明原因。 改变功率观察共振频率和共振时振幅的变化。 注意事项 静光栅与动光栅不可相碰 双光栅必须严格平行，否则对光拍曲线的光滑情况有影响。 音叉驱动功率无法计量其准确值，以驱动信号在示波器显示的振幅U为准 注意调节光电池的高度，因为它对光拍的质量有很大影响，并非让光电池完全对准光斑效果就是最好。 实验报告 规范记录数据 作图法画出不同情况下的谐振曲线，比较不同，并给出相应的理论依据 光栅Talbot长度的测量 背景知识 Talbot效应又叫做衍射自成像效应，是指当一束单色平面光或球面波照射到衍射器件(如光栅)时会在该衍射器件后的一定距离处出现自身的像。 自1836年H．F．Talbot首次报道了这种周期性物体的衍射自成像效应以来，对Talbot效应的研究和应用工作一直没有间断。 这种自成像效应已经在光学精密测量、光信息存储、原子光学、玻色-爱因斯坦凝聚等领域得到广泛应用，具体如光路调整、光信息处理、透镜焦距的测量、相位物体的折射率梯度测量、物体表面轮廓推算等。基于Talbot效应的阵列照明器也已经在光通信、光计算等领域得到了广泛的应用。 准确测量Talbot长度，对正确理解傅里叶光学的有关概念，并更好利用Talbot效应具有重要意义。本文提出利用动态叠栅条纹光电信号的调制度测量Talbot长度的方法，该方法原理简单，现象直观，且准确度较高。 实验原理 光栅1透过率函数的傅立叶级数的复数形式为： 实验原理 实验原理 实验内容 自选一组光栅，参阅双光栅测弱振动调出光滑的光拍。 旋转纵向移动调节手轮使静光栅尽最大可能与动光栅接近（不可相碰，防止插伤光栅！），慢慢向外旋转纵向移动调节手轮，增大Z，找出光电信号随之的变化规律。注意在移动过程中，两次读数时，手轮只能向一个方向移动，不可中途来回调整记数，避免螺旋空程带来的误差。 2.数据处理 根据数据，拟合出拟合曲线，用合适的方法求出talbot长度，与理论值ΔZ理论值比较。实验误差的主要来源有光栅常量不准确，照明光不够准直及实验过程中的测量误差等。 声光衍射实验 背景知识 声光效应：指光通过一受到超声波扰动的介质时发生衍射的现象，这种现象是光波与介质中声波相互作用的结果。 早在本世纪30年代就开始了声光衍射的实验研究。 60年代激光器的问世为声光现象的研究提供了理想的光源，促进了声光效应理论和应用研究的迅速发展。 声光效应为控制激光束的频率、方向和强度提供了一个有效的手段。 利用声光效应制成的声光器件，如声光调制器、声光偏转器和可调谐滤光器等，在激光技术、光信号处理和集成光通讯技术等方面有着重要的应用 实验原理 实验原理 仪器介绍 实验内容 1.完成声光效应实验的安装并调光路与导轨平行； 2.观察喇曼-纳斯衍射和布喇格衍射，比较两种衍射的实验条件和特点； 3.调出布喇格衍射，取（即电信号频率） fs=100MHZ，细调入射角使一级衍射光光强最强 4.研究声光偏转 4.1布喇格衍射下测量衍射光相对于入射光的偏转角φ与超声波频率fs的关系曲线。 4.2布喇格衍射下，固定超声波功率，测量一级衍射光强度与超声波频率的关系曲线，由曲线定出声光器件的中心频率和带宽。 实验内