实验1光学实验主要仪器、光路调整与技巧.DOCVIP

实验1 光学实验主要仪器、光路调整与技巧 引言 不论光学系统如何复杂，精密，它们都是由一些通用性很强的光学元器件组成，因此掌握一些常用的光学元器件的结构和性能，特点和使用方法，对安排试验光路系统时正确的选择光学元器件，正确的使用光学元器件有重要的作用 实验目的 掌握光学专业基本元件的功能；调整光路，主要包括共轴调节、调平行光和针孔滤波。 基本原理 (一)、光学实验仪器概述: 主要含： 激光光源，光学元件，观察屏或信息记录介质 1. 激光光源; 激光器即Laser(Light Amplification by stimulated emission of radiation)，原意是利用受激辐射实现光的放大．然而实际上的激光器,一般不是放大器,而是振荡器,即利用受激辐射实现光的振荡,或产生相干光。 . 960年,梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器.现在被广泛用于各个行业 激光的特性:(1)高度的相干性(2)光束按高斯分布 激光器的分类: (1)气体激光器——He-Ne激光器,Ar离子激光器 (2)液体激光器——染料激光器 (3)固体激光器———半导体激光器,红宝石激光器 本套实验方案的选择的激光器是气体型He-Ne内腔式激光器,波长为632.8nm的红光，功率2mW。个别实验中还会用到白光点光源。 2、用于实验一般包括震台、分、扩束、准直、成像透镜、傅立叶变换透镜、多自由度微调器、可变光栏等部件。快门、干版架、自动曝光和显定影定时器、准直、成像透镜、傅立叶变换透镜震台 。全息图是参考波和物光波干涉条纹的记录，如果在曝光过程中两光波有变化，就要影响干涉条纹的调制度。通常要求该光的变化小于十分之一。影响稳定性的因素有震动、空气流和热变化等。震动的主要影响来自地基的震动，如果记录系统部件的机构有松动就会把震动放大，所以必须对工作台采取减震措施。专用全息气浮工作台是最好的减震台。简单的减震方法可用砂箱、微塑料、气垫（用汽车、飞机轮子的内胎）和重100～200kg的铸铁或花岗岩，应安装一个隔离罩。如果不用隔离罩，记录全息图时室内不要通风，工作人员不要大声讲话和距工作台远一些。 分束 分束是系统的一个重要元件，它的作用是将激光束分为两束，参考和物体的光波。分束一般是在玻璃板上镀干涉膜。干涉膜有两种：多层介质膜和金属膜。分光比可以连续变化或分段变化。扩束器因激光束的发散角很小，需要用一个扩束镜以加大光束的发散角。通常可用20倍、4倍的显微物镜或焦距很短的单片正透镜或负透镜 ③双凸透镜准直、成像透镜、傅立叶变换透镜透镜为了提高光的透射率，透镜面要镀增透膜。在选用透镜时，要选用没有缺陷和污脏的透镜因为它们会使产生噪声 ④反射镜 当光入射到普通反射镜的玻璃基版上时，要先经过折射再反射，反射光的损失很大。同时玻璃片基的两面会因多次反射引入杂散光所以需用表面平整度高和涂有多层反射膜的高反射率反射镜。 多自由度微调器可变光 ⑵粗调，把准直镜放到一定位置使扩束镜处于准直镜的前焦面上，然后在准直镜后放一挡板，不断前后纵向移动挡板，观察挡板上圆形光斑的到大小是不是发生变化，如果发生变化，就再前后移动准直镜的位置，再前后移动挡板，观察圆形光斑的大小，如果变化，重复以上工作，直到光斑大小不发生变化位置，完成粗调。 在调节中要注意光斑变化的和准直镜移动方向的关系，从而很快达到粗调的效果 ⑶细调1，如有条件，可以选用平晶进行细调。把平晶放到准直镜后，使光线反射到挡板上，可以观察到干涉条纹。 ⑷细调2，左右微移动准直镜，观察挡板条纹的变化，找出规律，并使条纹的数目减少，最后在挡板上只剩下，一条或半条条纹，这时从准直镜出来的光线就是平行光。 ．真空滤波器的调节： 首先在激光的前面一定距离放一光屏，在激光打在屏上的一点做记号，并且固定光屏， 然后把针孔滤波器的针孔拿出，使针孔面朝上，不要接触桌面或工作台。 将针孔滤波器至于激光和光屏之间，调整针孔滤波器的高度使之与激光同高，这时就会在光屏上出现一个亮度均匀的圆光斑，并且光斑的中心与我们光屏上做的记号重合。 然后把针孔放到滤波器上，先稍许移动垂直和左右方向的调节手轮，直接观察针孔小眼，使针孔处小亮点最亮；再调节前后方向的手轮，使得物镜不断靠近针孔。 （5） 待有光斑出现后，不断重复第4步，使光斑的亮度逐渐增加，在光屏上观察到同心的亮暗衍射环。 （6） 最后再沿三个方向微调，使中央亮斑半径不断扩大，亮度逐渐增加，直至最亮最均匀为止。 仪器用具 尽量将本实验系统所提供的所有光学、光电、机械调整元件的功能和使用方法都熟悉。 实验内容： （1）主要光学实验仪器的分辨 （2）进行共轴调节、调平行光 附录：光学成的基本概念与完善成像条件 一、 光学系统与完善成的概念 1、光学系统：由一系列的光学