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第二章 光电衍射检测技术与系统 §2－1 激光衍射计量原理 §2－2 激光衍射计量技术 §2－3 实际的应用 §2 －1 激光衍射计量原理 一、概述  激光衍射计量方法是一种利用激光衍射条纹的变化来精密测量长 度、角度、轮廓的一种全场计量方法。  与干涉计量法、全息计量法、莫尔条纹法相比，具有简单、快速、 精密以及价廉的优点。  在70年代开始形成，受到各方面的重视，逐步发展为一种专门的 计量测试技术学科。  一种新的非接触计量测试方法，特别适合于自动检测。 §2－1 激光衍射计量原理 二、检测原理  衍射： a)近场衍射，也称为菲涅耳衍射。 b)远场衍射，观察屏E 处在较远的位置上， 3 利用透镜才能观察到的衍射，称夫琅和费 衍射。  激光衍射计量的基本原理是利用激光下 的夫琅和费衍射效应。  基本的远场衍射装置 。 平行光照射E 上的H孔时，远场衍射发 1 生在无穷远。用透镜接收后，在透镜的焦 点上就观察到十分清晰的远场衍射条纹。 （图c ） 图2-1 近场与远场衍射原理图 §2－1 激光衍射计量原理  衍射计量的原理图。  利用被测物与参考物之间的间隙所形成的远场衍射;  等效于单缝的远场衍射,长度为L ，宽度为w的单缝上(LWλ );  在观察屏E上记录或测量衍射条纹。 (a)计量原理图，（b)是等效衍射图。这时，在观察屏E上由单缝形成的 衍射条纹，其光强I的分布由物理光学知道有： 图2-2 衍射检测的原理图 §2－1 激光衍射计量原理 I  观察屏E光强 的分布 (2-1) w 式中： ( ) sin ，θ为衍射角， 是θ ＝0°时的光强，即光轴上的 I  0 光强度。  衍射光强是随sinβ的平方而衰减。  当β＝±π，±2π，±3π…… ±nπ处将出现强度为零的条纹，即I ＝0的暗条纹。  测定任一个暗条纹的位置变化就可以精确知道间隔w 的尺寸和尺寸 变化。 §2－1 激光衍射计量原理 三、基本公式(5个） （1）远场衍射光强分布的基本公式： sin 2  I I 0 ( 2 )  （1） a） 衍射条纹是垂直于单缝方向的； b）当β ＝±π ，±2π ，±3π ，…，±nπ 时，出现I＝0的暗条纹。 w (2) 由 sin  对应暗条纹有  w sin  n wsin n,(n 1,2,3,)  (2)