福建师大2014-12级光信息综合实验讲义-最终稿..doc

福建师范大学 光电与信息工程学院 光 信 息 综 合 实 I 2014年9月目 录 《光信息综合实验》教学大纲 I 实验一 PSD传感器实验 5 实验二 光纤位移传感器实验 10 实验三 光纤压力传感系统特性实验 14 实验四 彩色编码摄影及光学/数字彩色图像解码实验 17 实验五 菲涅耳全息的记录与再现 24 实验六 像面全息图的记录与再现 30 实验七 一步彩虹全息 33 实验八 晶体电光调制实验 37 实验九 晶体声光调制实验 41 实验十　磁光调制实验 44 实验十一　基于液晶光阀的光学信息处理 48 实验十二　光的干涉和衍射实验 63 实验十三 计算全息光学实验 71 实验十四 全息图衍射效率的测量实验 77 实验十五　可调氦氖多谱线激光器实验 79 实验十六 激光器偏振、纵模和模竞争实验 95 实验十七 激光高斯光束变换与测量 105 《光信息综合实验》教学大纲 一、实验目的与基本要求 《光信息综合实验》是为光信息科学与技术专业和信息工程专业开设的，是一门与讲授课程同样重要的独立课程。通过实验，可以学习和掌握基本的实验技能、实验原理和实验方法，训练综合运用各课知识，培养独立思考、分析问题、解决问题的能力，同时培养促进知识创新和拓展的能力。实验教学是人才培养的重要环节，并且实验课程所具有的独特的教学内容、教学方式和教学目的是不能用理论思维能力来代替的。 通过本实验课程的系统学习，使学生融会贯通所学知识，深入理解工程光学的基本原理和基本应用；进一步拓宽现代光学的知识面；掌握基本的实验方法、实验技术及工程应用；熟悉常用光学和电子器件的配置、调整、组合等实验技术，并能对结果进行综合分析和评价；提高用实验方法综合研究光学问题的能力。 《光信息综合实验》课程要求分以下三个阶段。（1）预习。这是实验前的课前准备阶段。根据实验目的，学习实验指导书中的实验原理和书本有关内容，参考指导书中的实验方法，拟出实验方案，列出实验步骤，画好实验数据的记录表格。（2）实验。首先按照实验方案选取安装与调整仪器及部件，这是实验的关键。实验过程中必须认真观察现象，及时发现问题，解决问题。测试时还需记录原始数据，若有可疑之处须反复测试，发现其规律。（3）撰写实验报告，撰写实验报告也是一种实验能力和科学总结能力的培养。 二、实验项目内容与学时分配 序号 实验项目名称 实 验 内 容 学时 实验要求 实验类型 每组人数 1 PSD传感器实验 1.测量PSD传感器位移值与输出电压值并分析其关系； 2.学会利用PSD传感器测量微小位移。 3 必做 验证 2人 2 光纤位移传感器实验 1.测量光纤位移传感器输出电压与位移数据，计算灵敏度并分析误差； 2.作光纤位移传感器的位移特性曲线，学会利用光纤位移传感器测量微小位移。 3 选做 验证 2人 3 光纤压力传感系统特性实验 1.了解光纤压力传感器的原理和应用。 3 选做 验证 2人 4 彩色编码摄影及光学/数字彩色图像解码实验 1.通过彩色编码照相机，加深理解将彩色景物实时地编码记录在黑白编码片上； 2.掌握光学彩色图像解码技术； 3.掌握数字彩色图像解码技术。 3 必做 验证 2人 5 菲涅耳全息的记录与再现 1.通过拍摄漫反射物体的透射全息图，加深对全息照相基本原理的理解； 2.观察透射全息图的重现像，领会并总结全息照相的特点及其与普通照相的本质区别； 3 必做 验证 2人 6 像面全息图的记录与再现 1.掌握像全息图的记录与重现原理； 2.制作一张像面全息图，在白光下观察其重现像； 3.比较像面全息图与透射全息图的不同之处。 3 必做 验证 2人 7 一步彩虹全息 1.掌握制作一步彩虹全息图的原理和方法； 2.在像全息图制作基础之上，制作一张一步彩虹全息图，在白光下观察其重现的准单色像。 3 选做 验证 2人 8 晶体电光调制实验 1.掌握晶体电光调制的原理和实验方法； 2.学会利用实验装置测量晶体的半波电压，计算晶体的电光系数； 3.观察晶体电光效应引起的晶体会聚偏振光的干涉现象。 3 必做 验证 2人 9 晶体声光调制实验 1.了解声光相互作用原理； 2.观察布拉格衍射现象； 3.研究声光调制和声光偏转的特性。 3 必做 验证 2人 10 磁光调制实验 1.了解磁光效应，掌握光线偏振面旋转角度的测量方法； 2.通过仪器实验，验证费尔德常数公式； 3.对各种磁物质的费尔德常数进行测试。 3 必做 验证 2人 11 基于液晶光阀的光学信息处理 1．加深对液晶的电光效应的理解。 2．掌握利用LCD 液晶光阀的响应曲线进行图像反转的工作原理及方法。 3．了解液晶光阀的像素结构 4．理解液晶屏自身结构对频谱的影响 5．了解衍射理论