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激光衍射测量的研究(2)

时间:2022-09-14 22:43来源:毕业论文
衍射最早被用在了光谱测量。在70年代,才形成了一种不用接触的测量方法,其原理建立在单缝衍射基础上。 对,且时,满足远场夫琅和费单缝衍射[5]的条

衍射最早被用在了光谱测量。在70年代,才形成了一种不用接触的测量方法,其原理建立在单缝衍射基础上。

对,且时,满足远场夫琅和费单缝衍射[5]的条件,则光强分布为:对各级暗条纹

                             

特点:

(1)各级暗条纹间隔相等,亮条纹间隔不相等。

(2)主极大角度的宽度是相临暗纹角间隔的二倍。

激光衍射原理[8]的应用是及其广泛的,无论是在科学实验还是工业生产中,正所谓理论应用于实际,例如激光衍射原理测量细丝直径、利用激光衍射原理测量液体表面张力系数和用激光衍射法分析粒度[9]等,都对我们的生产和生活起着重要的作用,加大了我们对生产工具的检查力度,减小了材料的受损,加快生产的步伐,提高了生产质量。

1。 实验原理

1。1 巴比涅互补原理

如图1中所示,如果有两个衍射屏和,其中一个衍射屏的开孔部分和另一个衍射屏未开口部分相加恰好是一一对应关系,反之亦然,那么类似这对衍射屏则被称为是互补屏。假设与分别表示由和在观测屏点上产生的衍射光场。这里无衍射屏时点的光场表示,再由衍射的公式可知,可以表示对衍射屏和开孔的部分进行积分运算,两个衍射屏的开孔部分运用积分运算,得到两个衍射屏的开孔部分累加结果是等于一整个平面,不存在不透明的区域,因此有

上式表明了,这两个互补屏相结合在观察点产生的衍射光的光场,它的复振幅的和等于此列光波在自由传播过程中该点复振幅的分布[4],这一结论被定义为是巴比涅原理。

                                   

图1 互补屏

因为是自由光场,事先就可以把光场确定下来,如果已经解得某一孔径光的衍射光的衍射场,则就可以运用巴比涅互补的原理求得其互补场的衍射屏。那么就可以运用其单缝衍射场就可以直接得出细丝发生衍射的衍射场,因此就可由圆孔衍射的原理直接得出圆孔衍射场了。

继续利用巴比涅互补的原理讨论一下互补屏的夫琅和费也是十分的简单便洁的,首先,采用得是单色的平面波进行对其进行垂直照射,使其经过透镜能聚焦在其后焦面上,这时自由光场的夫琅和费的衍射正比例于(此为会聚点光场)。那么相较于轴外的点而言,又有,由巴比涅原理可知,此时的两个互补屏在其后焦平面上夫琅和费的衍射场[1]关系是

                     (为轴外点)                     (6)因而可知,光强I的分布关系是

                 (是轴外点)                       (7)

结论:对于两个互补屏所能产生的夫琅和费衍射上分布的点以外,其强度分布是完全一致的;在每一个轴外点的互补屏所能激发的光场的复振幅分布的相位差都是。

1。2 互补法测量原理论文网

如图2所示,就是利用了夫琅和费的衍射[5]的方法测量了细丝的直径[3]原理图,这里则可以把被检测的细丝看成是类似的单缝衍射,这时就可以引用单缝衍射原理的相关公式计算出其细丝的直径,则可以由单缝衍射的公式,则有

                                               (8) 激光衍射测量的研究(2):http://www.youerw.com/wuli/lunwen_99434.html

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