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实验报告：激光散斑测量87

P

一、实验题目：

激光散斑测量

二、实验目的：

通过对激光散斑大小的测量，了解激光散斑的统计特性，学习有关散斑光

强分布重要的数据处理方法。

三、实验原理：

激光散斑是由无规散射体（实验中为毛玻璃）被相干光照射产生的。散斑场

按光路分为两种，一种是在自由空间中而形成的客观散斑（本实验研究的情

况），另一种是由透镜成象形成的散斑。散斑的大小、位移及变化可以

反映光路中物体及介质的变化。

试验中用的是激光光束，其时光场的等振幅线在沿光路方向为

双曲线。光斑最细的位置为束腰。激光经过凸透镜时其偏角会变化，会产生

新的束腰。毛玻璃离透镜的距离改变时，照在其上的光斑半径也随之改变。

实验是通过用计算机测量散斑的变化来算出光路中毛玻璃的移动情况。

激光散斑光强分布的规律由相关函数来描述。

自相关函数为：G（x,y；x,y）=〈Ｉ(x,y)Ｉ(x,y)〉

11221122

22

Δx+Δy

归一化后为：gΔxΔy=+−

(,)1exp[(2)]

S

S=λP/πW

其中：2

互相关函数为：G（x,y；x,y）=〈Ｉ(x,y)Ｉ’(x,y)〉

C11221122

归一化后为：

(Δx+d[1+P/ρ(P)]Δy+d[1+P/ρ(P)]

x21y21

g(Δx,Δy)=1+exp{−}exp{−}

C22

SS

其中Δx=−d(1+P/ρ(P))

x21

四、实验器材：

氦氖激光器，双偏振片，全反射镜，透镜，毛玻璃，CCD，计算机。

五、实验内容：

1、如下图调好实验光路。

1

35cm2456

3