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光 电 技 术 湖北汽车工业学院 目 录 实验1 Twyman-Green 干涉系统实验 1 实验2 PSD位置传感器实验 10 实验3 热释电远红外传感器辐射特性实验 12 实验4 电光调制实验 13 实验5 磁光效应实验 18 实验6 相关器研究及重要参数测量 24 实验7 同步积分器的研究及其主要参数测量 32 实验8 CCD微机测径 41 实验9 CCD驱动电路和特性测试 47 实验10 光电倍增管参数测量 56 实验11 光电器件特性实验 60 实验12 光电透过率测量系统设计实验 70 实验13 太阳能电池实验 75 实验14 液晶的电光特性实验 82 实验1 Twyman-Green 干涉系统实验 本实验采用CSY－10L 激光多功能光电测试系统实验仪（Laser Universal Opto-Eletro Testing Systems），实验系统的光学原理如图1-1 所示： 图1-1 实验仪光学系统 1－激光器 2,17－衰减器 3,5,11－定向孔 4,13－移动反射镜 6,7,9,12－反射镜 8,29－物镜 10－准直透镜 14－分光棱镜 15－共焦显微镜 16－多功能试件夹及组合工作台 18－带压电陶瓷的组合工作台 19,27－衍射试件夹 20－成像透镜 21－目镜 22－可调光阑 23－光电接收器 24－导轨 25,28－直角棱镜 26－傅氏透镜 30－五维调节架 31－光纤分束器 32-光纤 33a－外置式光纤传感器 33b－内置式光纤传感器 34－光纤夹持器 35－备用试件 各种光学元件的切换与配置，组合成一种光学物理系统，实现定性观察与定量测试，最终由光电接收器23 接收，并将信号送入计算机，完成实验内容的显示与计算。 Twyman-Green 干涉系统光路：激光1 经衰减器2 调节光强，小孔3，5 定向，扩束镜8,10 扩束，分光棱镜14 分光后，一路由工作台16 上试件返回，形成参考光(参考臂)，一路由工作台18 上试件返回形成物光（测量臂），再返回分光镜14形成干涉场，经透镜20 成像（透镜21 选装），光阑22 滤波（选装）后，在CMOS23上形成稳定干涉图样，由计算机程序实现实验显示与定量。 【实验目的】 1．了解激光干涉测量的原理，了解激光干涉测量方法的优点和应用场合，掌握微米及亚微米量级位移量的激光干涉测量方法； 2．了解激光干涉的近代方法——数字干涉技术的原理和方法，了解数字干涉方法的特点及应用场合，掌握干涉的实时检测技术； 3．了解表面三维形貌的高精度实时测量原理，对评价指标PV，RMS 的定义有所掌握，实测一个平面光学零件的表面形貌； 4．了解光学系统波差的基本物理概念，掌握光学系统波差的激光干涉测量方法。 【实验仪器】 CSY－10L 激光多功能光电测试系统实验仪（一台），计算机（一台）。 【实验原理与内容】 一、精密位移量的激光干涉测量 （一）原理 实验采用泰曼－格林（Twyman-Green）干涉系统，T-G 干涉系统是著名的迈克尔逊白光干涉仪的简化。用激光为光源，可获得清晰、明亮的干涉条纹，其原理如图1-2 所示。 图1-2 T-G干涉系统 激光通过扩束准直系统 提供入射的平面波（平行光束）。设光轴方向为Z 轴，则此平面波可用下式表示： (1-1) 式中A——平面波的振幅，为波数，λ——激光波长。 此平面波经半反射镜BS分为二束，一束经参考镜，反射后成为参考光束，其复振幅 用下式表示： (1-2) 式中——参考光束的振幅，——参考光束的位相，它由参考光程 决定。 另一束为透射光，经测量镜 反射，其复振幅，用下式表示： (1-3) 式中 ——测量光束的振幅，——测量光束的位相，它由测量光程 决定。 此二束光在BS上相遇，由于激光的相干性，因而产生干涉条纹。干涉条纹的光强由下式决定： (1-4) 式中， ，而，，为，， 的共轭波。 当反射镜 与 彼此间有一交角2θ，并将式(1-2)，式(1-3)代入式(1-4)，且当θ较小，即时，经简化可求得干涉条纹的光强为： (1-5) 式中——激光光强， ——光程差，。 式(