信息光学与激光实验讲义必威体育精装版版.doc

实用标准文案 文档 实用标准文案 文档 安徽科技学院 文档 信息光学与激光原理 综合实验讲义 理学院 物理电子系 主编：刘念 2013 年9月 目录 TOC \o 1-1 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc368991004 前言 PAGEREF _Toc368991004 \h II 信息光学综合实验 HYPERLINK \l _Toc368991005 实验一、阿贝成像光路调节与观测 PAGEREF _Toc368991005 \h 1 HYPERLINK \l _Toc368991006 实验二、 低通与高通滤波相关实验 PAGEREF _Toc368991006 \h 6 HYPERLINK \l _Toc368991007 实验三、 调制空间假彩色编码实验与光学图象的卷积 PAGEREF _Toc368991007 \h 9 HYPERLINK \l _Toc368991008 实验四、联合傅立叶变换相关图像识别实验 PAGEREF _Toc368991008 \h 13 激光原理综合实验 HYPERLINK \l _Toc368991009 实验五、He-Ne激光器的调整与工艺测量 PAGEREF _Toc368991009 \h 16 HYPERLINK \l _Toc368991010 实验六、He-Ne激光器的模式分析 PAGEREF _Toc368991010 \h 19 HYPERLINK \l _Toc368991011 实验七、半导体泵浦激光原理实验 PAGEREF _Toc368991011 \h 24 HYPERLINK \l _Toc368991012 实验八、激光的相位测距 PAGEREF _Toc368991012 \h 28 文档 前言 本实验指导书是合我电子科学与技术专业设置的特点，针对我院物理与电子实验中心仪器设备的实际情况编写而成。 本实验指导书分成两个模块，即信息光学综合实验和激光原理综合实验，每个实验模块四个实验项目，共计八个实验项目。在编写过程中力求做到：实验目的具体突出，使学生明确实验基本要求和需要掌握的内容；实验原理叙述清楚，使学生在实验中深入掌握理论依据；实验内容和步骤详略得当，使学生能够在实验中逐步提高实验技能和动手能力；实验后思考题便于进一步分析、讨论、巩固和提高。 在实验指导书编写的过程中，编者得到理学院领导的热情鼓励和大力支持，物电系各位老师的热情帮助，同时，其他院校的教材也为本指导书的编写提供了很好的借鉴，对此表示衷心感谢。由于编者水平有限，加之编写时间仓促，书中难免有不足甚至错误之处，恳请老师和同学们提出宝贵意见，以便不断更新和完善。 物理电子实验中心 2013. 06 实用标准文案 文档 文档 第一部分信息光学相关实验 实验一、阿贝成像光路调节与观测 【实验目的】 通过实验，加深对傅里叶光学中空间频率、空间频谱等概念的理解； 了解阿贝成像远离和透镜孔径对透镜成像分辨率的影响。 【实验器材】 光学平台或导轨及附件，He-Ne激光器，会聚透镜三块（L1：12mm,L2:70mm；L：250mm），作为物的样品四个，可调狭缝光阑，各种形状模板，屏板和毛玻璃。 【实验原理】 1.二维傅里叶变换 设有一个空间二维函数，其二维傅里叶变换为 F （1.1） 式中分别为x,y方向的空间频率，其量纲为L-1，而又是的逆傅里叶变换，即 F-1 （1.2） 式（1.2）表示任意一个空金函数，可以表示为无穷多个基元函数的线性叠加，是相应于空间频率为的基元函数的权重，称为的空间频率。 当是一个空间周期性函数时，其空间频率是不连续的离散函数。 2.光学傅里叶变换 理论证明，如果在焦距为F的会聚透镜的前焦面上放一振幅透过率为的图象作为物，并以波长为λ的单色平面波垂直照明图象，则在透镜后焦面（x’,y’）上的振幅分布就是的傅里叶变换，其中与坐标x’,y’的关系为 （1.3） 故x’-y’面称为频谱面（或傅氏面），见图1-1，由此可见，复杂的二维傅里叶变换可以用一透镜来实现，称为光学傅里叶变换，频谱面上的光强分布则为，称为频谱，也就是物的夫琅禾费衍射图。 3.阿贝成像原理 阿贝在1873年提出了相干光照明下显微镜的阿贝成像原理，他认为，在相干的光照明下，显微镜的成像可分为两个步骤：第一步是通过物的衍射光在物镜后焦面上形成一个衍射图，第二步则为物镜后面上的衍射图复合为（中间）像，这个像可以通过目镜观察到。 成像的这两