光学实验报告

建筑物理

——光学实验报告

实验一：材料的光反射比、透射比测量

实验二：采光系数测量

实验三：室内照明实测

实验小组成员：

指导老师：

日期：2013年12月3日星期二

实验一、材料的光反射比和光透射比测量

一、实验目的与要求

室内表面的反射性能和采光口中窗玻璃的透光性能都会直接或间接的影响室内光环境的好坏，因此，在试验现场采光实测时，有必要对室内各表面材料的光反射比，采光口中透光材料的过透射比进行实测。

通过实验，了解材料的光学性质，对光反射比、透射比有一巨象的数值概念，掌握测量方法和注意事项。

二、实验原理和试验方法

（一）、光反射比的实验原理、测量内容和测量方法

光反射比测量方法分为直接测量方法和间接测量法，直接测量法是指用样板比较和光反射比仪直接得出光反射比；间接法是通过被测表面的照度和亮度得出漫反射面的光反射比。下面是间接测量法。

1. 实验原理

（1）用照度计测量：

根据光反射比的定义：光反射比p是投射到某一材料表面反射出来的光通量与被该光源的光通量的比值，即：

p=φp/φ

因为测量时将使用同一照度计，其受光面积相等，且，所以对于定向反射的表面，我们可以用上述代入式，整理后得：

p=ep/e 对于均匀扩散材料也可以近似的用上述式。

可知只要测出材料表面入射光照度e和材料反射光照度ep，即可计算出其反射比。（2）用照度计和亮度计测量

用照度计和亮度计分别测量被测表面的照度e和亮度l后按下式计算

p=πl/e 式中：l---被测表面的亮度，cd/m2； e—被测表面的照度，lx 。 2.测量内容要求测量室内桌面、墙面、墙裙、黑板、地面的光反射比。每种材料面随机取3个点测量3次，然后取其平均值。

3.测量方法

①将照度计电源（power）开关拨至“on”，检查电池，如果仪器显示窗出现“batt”字样，则需要换电池；

②将光接收器盖取下，将其光敏表面放在待测处，再将量程（range）开关拨至适当位置，例如，拨在×1挡，测量的仪器显示值乘以量程因子即为测量结果。另有一种自动量程照度计，数字显示中的小数点随照度的大小不同而自动移位，只需将所显示的数字乘以量程因子即为测量结果（单位：lx）。有的照度计为自动量程，直接读取照度计数字即为测量结果。

③在稳定光源下，将光接收器背面紧贴被测表面，测其入射照度e；然后将光接收器感

光面对准被测表面的同一位置，逐渐平移光接收器平行离开测点，照度值逐渐增大并趋于稳

定（约300mm左右），读取反射照度值ep，即可计算出光反射比ρ；

④测量时尽量缩短入射照度和反光照度间的时间间隔，并尽可能的保持周围光环境的一

致性。测量人尽量穿深色衣服。

（二）、光透射比的实验原理、测量内容和测量方法 1.实验原理

根据光透射比的定义：光透射比是透过某一透光材料的光通量与透过该光源的光通量的

比值，即：

r = φr /φ与测量光反射比的道理相同，上述式同样可以变化

为： r =er /e 用照度计测量透光材料的透射光照度和同一轴线上入射光照度便可计算出盖材料的光透

射比r 。 2. 实验内容：测量教室内光玻璃透射比，随机的取3点，共测量三次，然后取平

均值。 3. 试验方法

①将照度计电源（power）开关拨至“on”，检查电池，如果仪器显示窗出现“batt”字

样，则需要换电池。

②将光接收器盖取下，将其光敏表面放在待测处，再将量程（range）开关拨至适当位置。

③选择无直射阳光照射窗口，如北向窗口，将照度计的光接收器的感光面对准窗外。紧

贴透光材料两侧同一轴线上，分别测出ｅi和ｅr，则利用公式 r =er /e 便可计算出光透

射比。

图2 用照度计测定材料表面反射系数图3 用照度计测定材料的透光系数

三、数据记录与整理

实验测量地点：

华中科技大学西十二教学楼s111教室测量数据如下：

1.光反射比测量记录表

读数\测点

1

ep e p pˉ

1

368 1104 0.33 地面

2 369 113

3 0.33 0.32 3

369 1168

0.31

读数\测点

3 ep e p pˉ

1

123 397 0.31 地面

2 114 420 0.27 0.29 3

120 414

0.29

读数\测点

1 ep e p pˉ

1

104 239 0.43 黑板

2 107 258 0.41 0.44 3

129 259

0.49

读数\测点

3 ep e p pˉ

1

161 282 0.57 黑板

2 129 288 0.45 0.49 3

127 275

0.46

读数\测点

1 ep e p pˉ

1

134.8 160.4 0.84 墙面

2 139.2 157.2 0.88 0.84 3

132.3 163.2

0.81

读数\测点

3 ep e p pˉ

1

200 307 0.65 墙面

2 184 281 0.65 0.66 3

186 272

0.68

读数\测点

1 ep e p pˉ

1

111 279 0.40 桌面

2 10

3 281 0.37 0.37 3

97 285

0.34

读数\测点

3 ep e p pˉ

1

261 720 0.36 桌面

2 278 734 0.38 0.37 3

263

739

0.36

注：表中是同一测点三次测量后计算的值的平均值。2 ep e p 50.8 153.5 0.33 53.9 159.1 0.34 53.9 157 0.34 2

ep e p 140 334 0.42 157 318 0.49 151 326 0.46 2

ep e p 150 167.5 0.89 160.6 175.5 0.91 162.4 183.2 0.88 2

ep e p 1 140 395 2 136 387 3 135

382 pˉ

0.34 pˉ 0.46 pˉ 0.89 pˉ 0.35 2.光透射比测量记录表

读数\测点

1

ep 364 405 413 ep 238 237

e 461 453 455

3 e 289 287

p 0.82 0.83

pˉ 0.83

p 0.79 0.89 0.91

pˉ 0.86

ep 465 457 467

e 544 532 534

2 p 0.85 0.86 0.87

pˉ 0.86 玻璃

读数\测点

1 2

玻璃

3

235 284 0.83 篇二：光学基础实验报告

光学基础实验报告

实验1：自组望远镜和显微镜

一、实验目的

1.了解透镜成像规律，掌握望远镜系统的成像原理。

2.根据几何光学原理、透镜成像规律和试验参数要求，设计望远镜的光路，提出光学元

件的选用方案，并通过光路调整，达到望远镜的实验要求，从而掌握望远镜技术。

二、实验原理

1.望远镜的结构和成像原理

望远镜由物镜l1和目镜l2组成。目镜将无穷远物体发出光会聚于像方焦平面成一倒立

实像，实像同时位于目镜的物方焦平面内侧，经过目镜放大实像。通过调节物镜和目镜相对

位置，使中间实像落在目镜目镜物方焦面上。另在目镜物焦方面附有叉丝或标尺分化格。物

像位置要求：首先调节目镜至能清晰看到叉丝，后调整目镜筒与物镜间距离即对被观察物调

焦。

望远镜成像

视角放大率要求：定义视角放大率m为眼睛通过仪器观察物像对人眼张角ω’的

tan?

正切与眼睛直接观察物体时物体对眼睛的张角ω的正切之比m=tan?。要求

m>1。

2.望远镜主要有两种情况：一种是具有正光焦度目镜，即目镜l2是会聚透镜的系统，称

为开普勒望远镜；另一种是具有负光焦度目镜，即目镜l2是发散透

镜的系统，称为伽利略望远镜。

f1tan?

对于开普勒望远镜，有m=tan?=-f2 公式中的负号表示开普勒望远镜成倒像。若要使m的绝对值大于1，应有f1>f2。

对于伽利略望远镜，视角放大率为正值，成正像。

d

此外，由于光的衍射效应，制造望远镜时，还必须满足：m=d 式中d为物镜的孔径，d为目镜的孔径，否则视角虽放大，但不能分辨物体的细节。

三、思考题

1.根据透镜成像规律，怎样用最简单方法区别凹透镜和凸透镜？答：（1）将这个透镜靠

近被观察物，如果物的像被放大的，说明该透镜为凸透镜；（2）将这个透镜放在阳光下或

灯光下适当移动，如果出现小光斑的，说明该透镜为凸透镜．

2.望远镜和显微镜有哪些相同之处？从用途、结构、视角放大率以及调焦等几个方面比

较它们的相异之处。

答：望远镜与显微镜都是视角放大仪器,都由物镜,目镜组成。

望远镜用于观察远处物体,用大口径,长焦距的透镜做物镜,调焦时调节物镜与目镜的距

离；

显微镜用于观察细微物体,用短焦距的透镜做物镜,镜筒长度固定,调焦时调节物镜与物

体之间的距离。

3.试说明伽利略望远镜成像原理，并画出光路图。

伽利略望远镜成像原理：光线经过物镜折射所成的实像在目镜的后方（靠近人目的后方）

焦点上，这像对目镜是一个虚像，因此经它折射后成一放大的正立虚像。伽利略望远镜的放

大率等于物镜焦距与目镜焦距的比值。其优点是镜筒短而能成正像。

4.望远镜实验中，将3米远的标尺看作无穷远的物体，从而计算望远镜的实验放大率，

这种估算方法引起的误差有多大？如果需要对该放大率进行修正，应如何

做？

标尺放在有限距离s远处时，望远镜放大率可做如下修正：

当s＞100 时，修正量题中s=3m

实验2 薄透镜焦距测定

一、实验原理

1、凸透镜焦距的测定

（1）粗略估计法：以太阳光或较远的灯光为光源，用凸透镜将其发出的光线聚成一光点

（或像),此时，s??，s?f，即该点（或像）可认为是焦点，而光点到透镜中心的距离，即为

凸透镜的焦距，由于这种方法误差很大，大都用在实验前作粗略估计。

（2）利用物距像距法求焦距：当透镜的厚度远比其焦距小的多时，这种透镜称

ff??1

为薄透镜。在近轴光线的条件下，薄透镜成像的规律可表示为：ss f??f?

ss

s?s

当将薄透镜置于空气中时，则焦距

（3）自准直法：如图2.2所示，在待测透镜l的一侧放置被光源照明的物屏，在另一侧

放一平面反射镜，移动透镜（或物屏），当物屏正好位于凸透镜之前的焦平面时，物屏上任一

点发出的光线经透镜折射后，将变为平行光线，然后被平面反射镜反射回来。再经透镜折射

后，仍会聚在它的焦平面上，即原物屏平面上，形成一个与原物大小相等方向相反的倒立实

像。此时物屏到透镜之间的距离就是待测透镜的焦距，即f?s （4）共轭法：；取物屏像屏之间的距离大于4倍焦距，且保持不变，沿光轴方向移动透

镜，则必能在像屏上观察到二次成像。如图2.3所示，设物距为s1时，得放大的倒立实像;

物距为s2时，得缩小的倒立实像，透镜两次成像之间的相移为d,根据透镜成像公式，

将?1???2??(d?d)/2

?1???2??(d?d)/2

d2?d2f?

4d 代入得

可见，只要在光具座上确定物屏、像屏以及透镜二次成像时其滑座边缘所在位置，

就可比较准确的求出焦距。 2.凹透镜焦距的测定

（1)视差法：在物和凹透镜之间置一有刻痕的透明玻璃片，当透明玻璃片上的刻痕和虚

像无视差时，透明玻璃片的位置就是虚像的位置。

（2)辅助透镜成像法：如图2.6所示，先使物发出的光线经凸透镜l1后形成一大小适中

的实像ab，然后在l1和ab之间放入待测凹透镜l2,就能使虚物ab产生实像ab。分别测出

l2到ab和ab之间的距离s1、s2，即可求出l2的像方焦距f2。

二、数据处理

%f?19.08+/-0.04 ? ef?0.2% 表 2.2 自准法物屏位置x。= 485 单位： cm%f?19.9+/-0.3 ?

ef?1.5% 表2.3 共轭法物屏位置x。=10cm 像屏位置x3=95 d?x3?x1?85cm cm ef?%

f=19.78 +/-0.05 0.25% 2、测量凹透镜焦距

cmf?7.53+/-0.014 ? ef?%1.86%

cm表格 5 辅助透镜成像法ab位置x0?635cm ?f? ?19.61+/-0.24

ef=1.24%

三、思考题

1、如会聚透镜的焦距大于光具座的长度，试设计一个实验，在光具座上能测定它的焦距。

用平行光射入透镜，在光具座面上放一镜子，反射透镜过来的光，然后用一小屏幕去看

光汇聚的最小光点，然后测出座面距小屏幕的距离，加上光具座的距离便是焦距；

也可用一束很细的激光垂直于透镜的面射入，并量出与透镜的中心轴距离，以及通过透

镜后光落在座面上与透镜中心轴的距离，通过几何的方式算出焦距。

使用一个焦距小的透镜在此透镜前方，以此来减小焦距，是光点落在光屏上通过测量待

测透镜与已知焦距的距离即可得答案使用平面镜反射也可 2、用共轭法测凸透镜焦距时，

为什么必须使d?4f？试证明之。

由物像共轭对称性质的到透镜焦距 f=(d^2-d^2)/(4d) 。其中，d 是两次得到清晰的物

像所在位置之间的距离，所以 d 是大于零的，如果 d 是小于或等于 4f 的话，那上式的到

的 f 是负值或零。因为1/u+1/v=1/f u>0 v>0 l=u+v=uv/f篇三：光学综合实验报告

光学综合实验报告

班级：

姓名：学号：日期：

目录

1、焦距测量--------------------------------------4

2、典型成像系统的组建和

分析----------------------7 3、典型成像系统的使用----------------------------10 4、

分光计的使用----------------------------------10 5、棱镜耦合法测波导参数

--------------------------14 6、半导体激光器的光学特性测试--------------------22

7、电光调制--------------------------------------29 8、法拉第效应测试

--------------------------------38 9、声光调制

--------------------------------------46 10、干涉、衍射和频谱分析

--------------------------47 11、迈克尔逊干涉仪

--------------------------------58 12、氦氖激光器综合实验

----------------------------63 13、光学仿真实验----------------------------------97

本次所选做九个实验依次为: 13 光学仿真 1. 焦距测量

2. 典型成像系统的组建和分析

3. 典型成像系统的使用

4. 分光计的使用

5. 棱

镜耦合法测波导参数 6. 半导体激光器的光学特性测试 7. 电光调制 9. 声光调制 11.

迈克尔逊干涉仪

实验一光学仿真

在计算机上进行了偏振光研究。具体的实验内容如下：内容一：起偏内容二：

消光

内容三：三块偏振片的实验

内容四：圆偏光和椭圆偏振光的产生

内容五：区分圆偏振光与自然光；椭圆偏振光与部分偏振光

个人总结：利用偏振片和波片区分各光源

首先，让它们分别通过一个检偏器，并将检偏器绕光传播方向旋转一周，根据现象做如

下分析：

（1）若出现2个完全消光的位置，则为线偏振光（2）若光强五变化，则可能是自然光

和或圆偏振光

（3）若光强有变化，但无消光位置，则为部分偏振光或椭圆偏振光

（4）针对（2）（3）进一步区分，在检偏器前加一块1/4波片。此时再旋转检偏器（5）

若光强无变化，则入射光为自然光；若出现2个完全消光的位置，则为圆偏振光（6）当波

片光轴与与检偏器透振轴方向平行式，如果出现2个完全消光的位置，则入射光为圆偏振光；

若没有消光位置，则为部分偏振光。

实验二焦距测量

（一）用自准法和位移法测透镜焦距

1：用自准法测薄凸透镜焦距

[实验装置

] 1、带有毛玻璃白炽灯光源s； 2、品字型物像屏p：sz-14；3、凸透镜l：f ，=190mm；

4、二维调整架：sz-07；

5、平面反射镜m；

6、三维调整架：sz-16；

7、二维底座：sz-02；

8、三维底座：sz-01；9、底座：sz-04；10、底座：sz-04；

[实验步骤]

1、把全部器件夹好靠在标尺上，靠拢，调至共轴。

2、前后移动l，使在p屏上成一清晰的品字形像。

3、调m的倾角，使p屏上的像与

物重合。

4、再前后微动l，使p上的像既清晰又与物同大小。

5、分别记下p和l的位置a1、

a2。

6、把p和l都转180。，重复做前四步。

7、再记下p和l新的位置b1、b2。

数据的记录和计算

fa=a2-a1 fb=b2-b1 单位：cm

实验现象

前后移动l，在p屏上成一清晰的品字形像。调m的倾角， p屏上的像与物重合。

再前后微动l， p上的像既清晰又与物同大小

2 、用位移法测凸透镜焦距

[实验装置简图]篇四：大学物理光学实验报告

实验十：光栅衍射

一、实验目的

1．观察光线通过光栅后的衍射光谱。 2．学会用光栅衍射测定光波波长的方法。 3．学

会用光栅衍射原理测定光栅常数。 4．进一步熟悉分光计的调整和使用方法。

二、实验仪器

分光计光栅钠光灯平面反射镜

三、实验原理

光栅是有大量的等间隔、等宽度的狭缝平行放置组成的一种光学元件。设狭缝宽度（透

光部分）为a，不透光部分为b，则a?b为光栅常数。

设单色光垂直照射到光栅上，光透过各个狭缝后，向各个方向发生衍射，衍射光经过透

镜后会聚后相互干涉，在焦平面上形成一系列的被相当宽的暗区分开的明亮条纹。

衍射光线与光栅平面的夹角称为衍射角。设衍射角为?的一束衍射光经透镜会聚到观察屏

的点。在p点出现明条纹还是暗条纹决定于这束衍射光的光程差。

由于光栅是等宽、等间距，任意两个相邻缝的衍射光的光程差是相等的，两个相邻狭缝

的衍射光的光程差为(a?b)sin?，如果光程差为波长的整数倍，在p点就出现明条纹，即

(a?b)sin???k?

(k?0,1,2,?) 这就是光栅方程。

从上式可知，只要测出某一级的衍射角，就可计算出波长。

四、实验步骤

1、调整分光计。

使望远镜、平行光管和载物台都处于水平状平行光管发出平行光。 2、安置光栅

将光栅放在载物台上，让钠光垂直照射到光栅可以看到一条明亮而且很细的零级光谱，

左右转动镜观察第一、二级衍射条纹。

（

态，

）上

。

望远

3．测定光栅衍射的第一、二级衍射条纹的衍射角?，并记录。

五、数据记录

?1?[(?1??1)（右边读数）+(?1??1)（右边读数）]/4 ?2?[(?2??2)（右边读数）+(?2??2)

（右边读数）]/4

六、数据处理

将上表中的?1、?2分别代入光栅方程(a?b)sin??k?计算出6个波长，（a?b?

1

mm） 300

?1? ?2? ?3? ?4? ?5? ?6?

计算平均波长：?

绝对误差：??? （取平均波长与6个波长的差中的最大者）相对误差：e?? ??

?100%?

结果表示：??(???)nm? nm。

七、思考题

实验十一：迈克尔逊干涉

一、实验目的

1、掌握迈克尔逊干涉仪的干涉原理，学习其使用方法；

2、观察迈克尔逊干涉仪的等顷干涉的特点；

3、测量he?ne激光的波长。

二、实验仪器

迈克尔逊干涉仪多光束激光电源

三、实验原理

迈克尔逊干涉仪主要光路如图，g2g1为分光板，

为补偿板。由激光源s发出的光线1入到背面有镀膜的分束镜g1上，光线被分为光线2

和光线3。光线2由g1反射到反射镜m1，再经m1反射，穿过g1到达观测屏e。光线3由g1

透射，经g2入射到m2上，经m2反射，穿过g2，由g1反射到e。光线2，3在e相遇，这两

束相干

光产生干涉。这两束光可以认为是从m1和m2的虚象m2反射的反射光。由于m1和m2

严格垂直，因此m1和m2严格平行，所有经m1和m2的反射光经透镜会聚到焦平面e上，不

同入

射角的光线会聚到e的不同位置，相同入射角的光线形成等倾条纹，其形状为一系列的

同心圆环。当入射角为i时，光程差满足??2dcosi?k?时，在焦平面上形成亮条纹。i?0时，

??2d?n?。当m1移动时，可以看到干涉条纹从中心一环一环的“冒出”或“陷进”，m1

每移动?/2，中心就会“冒出”或“陷进”一环条纹，因此测量m1移动的距离?d和条纹变化

的条数?n可以计算出入射光的波长，即?? 2?d

。 ?n

四、实验步骤

1、调整干涉仪调整干涉仪下面的三个调平螺钉，使干涉仪处于水平状态。转动粗调

手轮使m1的指针在30--40mm。

2、仪器调节打开电源，点亮激光器，使激光经g1反射和透射后能照亮m1和m2的大

部分。移开观测屏e，可以看到由m1和m2反射的两排光点，调节m1和m2后的三个调节螺

钉，选两排光点中亮度最大的两个光点重合。从观测屏e上能看到干涉条纹。

3、测量he-ne激光波长

刻度基准线零点校准，转动微调手轮使对准“0”刻度，在转动粗调手轮使刻度线对准某

一刻度。转动细调手轮，直到能看到干涉条纹从中心一环一环的“冒出”或“陷进”。并

将中心调为暗斑，记录m1的所在位置坐标。转动细调手轮，使干涉条纹从中心一环一环的“冒

出”或“陷进”，每中心“冒出”或“陷进”100个环记录一次数据。记录10次数据。

五、数据记录

六、数据处理

2?di?106

(nm)计算出5个波长根据?i?

500

?1? ?2? ?3? ?4? ?5?

计算平均波长：?

绝对误差：??? （取平均波长与5波长的差中的最大者）相对误差：e?? ??

?100%?

结果表示：??(???)nm? nm。

七、思考题

实验十二：分光计的调节与使用

一、实验目的

1、了解分光计的结构及各部件的作用；

2、掌握分光计的调节要求和调节方法；

3、学

会用分光计测量角度的方法；

4、学会测量棱镜顶角和最小偏向角的方法及其测定玻璃折射率的方法。

二、实验原理

1、分光计的调节原理和要求

分光计的观测系统由待测光路所在平面、观察平面和读数平面组成。沿平行光管光轴出

射的光线、在待测元件中走过的路程和反射光（或折射光）应在待测光路所在平面内。当望

远镜光轴和仪器转轴垂直时，观察平面是平的。以上三个平面相互平行时，才能精确测量角

度。

2、用反射法测量三棱镜顶角

由图可知，平行光管射出的平行光经ab、ac面反射，可证，放射光线 1、2的夹角?与

棱镜顶角?，满足??2?的关系，测出?，可算出?。

3、用最小偏向角法测三棱镜的折射率

入射光线和经三棱镜折射后的折射光之间的夹角为偏向角。改变入射角度时，偏向角也

sin

跟着改变，当入射角为某一角度时，偏向角最小。记为?min。则棱镜的折射率为n? ?min??

sin

2

三、实验仪器

分光计钠光灯双平面反射镜三棱镜

四、实验步骤

1、调节分光计

调节目镜，能看清楚分划板成像清晰。调节物镜焦距，前后移动物镜，使分

划板上能看到清晰的绿色十字架。调节望远镜，转动刻度盘，调节望远镜下的螺钉，直

到使分划板上两次看到的绿色十字架关于分划板上的上一条水平线上下对称。调节载物台下

的三个螺钉，直到分划板上的两次看到的绿色十字架都位于上一条水平线上。松开平行光管

上的紧固螺钉，前后移动平行光管，直到能清晰的狭缝的像，调节平行光管下的螺钉，使像

上下合适。此时，望远镜、平行光管都与载物台转轴垂直。

2．测量三棱镜的顶角，利用反射法测量两条反射光夹角，测量三次。 3、测量棱镜的最

小偏向角，测量三次。

五、数据记录

篇五：浙江大学应用光学实验报告

课程名称：姓名：学部：系：专业：学号：指导教师：\ 本科实验报告

应用光学实验龚晨晟信息学部光电信息工程学系信息工程（光电系）

3100100986 岑兆丰

2012年 5 月 11 日

实验报告

课程名称：应用光学实验指导老师岑兆丰成绩：

实验名称：典型光学系统实验

实验类型：设计

同组学生姓名：乐海滨,王祎乐一、实验目的和要求（必填）

三、主要仪器设备（必填）五、实验数据记录和处理七、讨论、心得

二、实验内容和原理（必填）四、操作方法和实验步骤六、实验结果与分析（必填）

一、实验目的和要求

深入理解显微镜系统、望远镜系统光学特性及基本公式；掌握显微镜系统、望远镜系

统光学特性的测量原理和方法。

二、实验内容和原理

(1)望远镜特性的测定

测定望远镜的入瞳直径d、出瞳直径d’和出瞳距；测定望远镜的视觉放大率γ；测定望

远镜的物方视场角角φ。

对于望远镜系统来说，任意位置物体的放大率是常数，此值由物镜焦距和目镜焦距确定，

其视觉放大率可表示为

(2) 显微镜视场及显微物镜放大率的测定显微物镜的放大率是指横向放大率

，像方视场角；测定望远镜的最小分辨

式中 y ——标准玻璃刻尺上一对刻线的距离（物）（格值0.01mm）；

y′——由测微目镜所刻得的像高。

(3)显微物镜数值孔径的测定显微物镜的数值孔径为半孔径角。若在空气中n=1,则

,其中n为物方介质的折射率，u为物方。

数值孔径通常用数值孔径计来测定，数值孔径计的结构如图5示，其主要元

件是一块不太厚的玻璃半圆柱体，沿直径方向的侧面是与上表面成45度角的斜面，从侧

面入射的光线在斜面上全反射，上表面上有两组刻度沿圆周排列。其外圈刻度为数值孔径（即

角度的正弦值），内圈刻度为相应的角度值，以度为单位。半圆柱体上表面的圆心附近φ8mm

范围内镀铝，铝面上有透光狭缝（3），底座（1）上装有一金属框（4），它可绕圆柱轴线转动，

金属框的侧面装有一片乳白玻璃（6），上面刻有叉丝，可以通过狭缝（3）看到十字线的反射

像。推动手柄（7），金属框（4）便带着叉丝一起围绕孔径计的圆柱面移动，金属框的上表面

装有一块刻有指示线的玻璃（5），指示线在随着叉丝一起运动时通过两组刻度值，所以两组

刻度都能反映叉丝的位置。

数值孔径计的45°用以转折光路，若把数值孔径计的光路图拉直则如图6示，狭缝（3）置于被测显微物镜的物面位置，经物镜成像在目镜的物方焦点上，狭缝（3）前面的十字线（6）经物镜后成像在显微镜像方焦面后不远的地方，去掉目镜，人眼位于狭缝的（3）的像面附近，便能看到一个明亮的圆，此即被测物镜的出瞳，出瞳对像面中心的张角为像方孔径角，入瞳对物面中心的张角为物方孔径角。

四、操作方法和实验步骤

一、望远镜特性的测定 1、d、d’、γ和的测定图1是望远镜参数的测定装置。

调整步骤：

①将被测望远镜（由物镜l1和目镜l2组成）和数显读数显微镜（由物镜l3和目镜l4组成）固定于光学导轨上；

②前后移动望远镜，改变其与读数显微镜的间距，直至通过读数显微镜能看到一个边缘清晰且完整的圆斑；

③转动测微鼓轮，使其在水平方向移动，当视场里的十字线竖丝切于亮斑两端时，由数显读数装置读取两种状态时的示数，二者之差即为出瞳直径d’；

④出瞳距的测量：记下出瞳在读数显微镜里成像清晰时读数显微镜在光轴方向的位置a1，再微调数显读数显微镜，直至看清玻璃表面的细微结构，记下此时读数显微镜的位置a2；a1`a2之差即为出瞳距的值。

2) 2w的测定

完成上述实验后，取下读数显微镜，调整并使望远镜和广角平行光管共轴。通过过望远镜观察广角平行光管焦平面上的分划板，所看到的刻度数就是被测望远镜的物方视场范围。广角平行光管（黑），

焦距

，分划板格值1mm，

由图2可见，只要读取视场范围内的刻度数，就很易计算出2w，并可由以上公式求出2w′；广角平行光管（灰），分划板上有两条刻线，其格值分别为5’和3.6’，所读取的视场范围即是视场角。

3) 最小分辨角φ的测定

将被测望远镜移到高分辨率的平行光管前（焦距550mm），其光路图仍如图2所示，只是其焦平面用标准鉴别率板代替分划板，人眼通过被测望远镜观察，如能将鉴别率板上某一组的四个方向线条同时看清楚，而线条更密更细的更高一组看不清了，则这一组就是望远镜能分辨的最高组数了。根据所用的鉴别率板号数（3号鉴别率板），可在有关手册（置于实验装置旁）查到刻线组的线条宽度d值，并由下式求出被测望远镜的最小分辨角本实验所用望远镜是内调焦式物镜，倍数较大，较小故出瞳距也较小。

二、显微镜视场及显微物镜放大率的测定

如图3所示，调整好照明灯和显微镜聚光系统之间的相互位置，以满足显微镜使用时所需要符合的柯拉照明条件，在显微镜载物台上放置一把分划值已知的标准玻璃刻尺（有盖玻片的一面朝向显微镜物镜）。通过调节手轮上下移动镜筒进行调焦，直到看到刻尺像最清晰为止，取下目镜，换上测微目镜（其结构如图4所示）。测微目镜除了在焦面上装有一固定的毫米刻尺分划板外，还有一块刻有平分丝和十字线的活动分划板，在精密丝杆的推动下，后者可沿推动的方向移动，移动值可以从固定刻尺上以及测微鼓轮上的刻度读出（前者最小分划值为1mm，后者格值为0.01mm）。此时若刻尺像的清晰度发生变化，可直接改变抽筒位置重新获得清晰的像。

任意选定刻尺上两条刻线（相隔距离尽可能大些），转动测微鼓轮选定一条刻线a（即置此刻线于平分线的中央），记下此时的，然后再对准第二条刻线b又得读数，二者读数之差即

为两刻线像的间隔大小，物镜的横向放大率为：

在测定显微物镜的放大率的同时，

还可以测出显微镜视场的大小。为此，只需要重新换上目镜，并直接从目镜视场中读出所能见到的最大刻尺长度，此即为显微镜的物方线视场值。

微波光学实验 实验报告

近代物理实验报告 指导教师：得分： 实验时间：2009 年11 月23 日，第十三周，周一，第5-8 节 实验者：班级材料0705 学号200767025 姓名童凌炜 同组者：班级材料0705 学号200767007 姓名车宏龙 实验地点：综合楼503 实验条件：室内温度℃，相对湿度%，室内气压 实验题目：微波光学实验 实验仪器：（注明规格和型号） 微波分光仪，反射用金属板，玻璃板，单缝衍射板 实验目的： 1.了解微波分光仪的结构,学会调整并进行试验. 2.验证反射规律 3.利用迈克尔孙干涉仪方法测量微波的波长 4.测量并验证单缝衍射的规律 5.利用模拟晶体考察微波的布拉格衍射并测量晶格数 实验原理简述： 1.反射实验 电磁波在传播过程中如果遇到反射板,必定要发生反射.本实验室以一块金属板作为反射板,来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上时所遵循的反射规律。 2.迈克尔孙干涉实验 在平面波前进的方向上放置一块45°的半透半反射版,在此板的作 用下,将入射波分成两束,一束向A传播,另一束向B传播.由于A,B 两板的全反射作用,两束波将再次回到半透半反板并达到接收装置 处,于是接收装置收到两束频率和振动方向相同而相位不同的相干 波,若两束波相位差为2π的整数倍,则干涉加强;若相位差为π的奇 数倍,则干涉减弱。 3.单缝衍射实验 如图,在狭缝后面出现的颜射波强度并不均匀,中央最强,同时也最 宽,在中央的两侧颜射波强度迅速减小,直至出现颜射波强度的最小 值,即一级极小值,此时衍射角为φ=arcsin(λ/a).然后随着衍射角的增

大衍射波强度也逐渐增大,直至出现一级衍射极大值,此时衍射角为 Φ=arcsin(3/2*λ/a ),随着衍射角度的不断增大会出现第二级衍射极小值,第二级衍射极大值,以此类推。 4. 微波布拉格衍射实验 当X 射线投射到晶体时,将发生晶体表面平面点阵散射和晶体内部平面点阵的散射,散射线相互干涉产生衍射条纹,对于同一层散射线,当满足散射线与晶面见尖叫等于掠射角θ时,在这个方向上的散射线,其光程差为0,于是相干结果产生极大,对于不同层散射线,当他们的光程差等于波长的整数倍时,则在这个方向上的散射线相互加强形成极大,设相邻晶面间距为d,则由他们散射出来的X 射线之间的光程差为CD+BD=2dsin θ,当满足 2dsin θ=K λ,K=1,2,3…时,就产生干涉极大.这就是布拉格公式,其中θ称为掠射角,λ为X 射线波长.利用此公式,可在d 已测时,测定晶面间距;也可在d 已知时,测量波长λ,由公式还可知,只有在 <2d 时,才会产生极大衍射 实验步骤简述： 1. 反射实验 1.1 将微波分光仪发射臂调在主分度盘180°位置,接收臂调为0°位置. 1.2 开启三厘米固态信号发射器电源,这时微安表上将有指示,调节衰减器使微安表指示满刻度. 1.3 将金属板放在分度小平台上,小分度盘调至0°位置,此时金属板法线应与发射臂在同一直线上, 1.4 转动分度小平台,每转动一个角度后,再转动接收臂,使接收臂和发射臂处于金属板的同义词,并使接收指示最大,记下此时接收臂的角度. 1.5 由此,确定反射角,验证反射定律,实验中入射角在允许范围内任取8个数值,测量微波的反射角并记录. 2. 迈克尔孙干涉实验 2.1 将发射臂和接收臂分别置于90°位置,玻璃反射板置于分度小平台上并调在45°位置,将两块金属板分别作为可动反射镜和固定反射镜. 2.2两金属板法线分别在与发射臂接收臂一致,实验时,将可动金属板B 移动到导轨左端,从这里开始使金属板缓慢向右移动,依次记录微安表出现的的极大值时金属板在标尺上的位置. 2.3 若金属板移动距离为L,极大值出现的次数为n+1则,L )2 ( λn ,λ=2L/n 这便是微波的波长,再令金属板反向移动,重复上面操作,最后求出两次所得微波波长的平均值. 3. 单缝衍射实验 3.1 预先调整好单缝衍射板的宽度(70mm),该板固定在支座上,并一起放到分度小平台上,单缝衍射板要和发射喇叭保持垂直, 3.2 然后从衍射角0°开始,在单缝的两侧使衍射角每改变1°,读一次表头读数,并记录.

基础光学实验实验报告

基 础 光 学 实 验 姓名：许达学号：2120903018 应物21班

一．实验仪器 基础光学轨道系统，基础光学组合狭缝及偏振片，红光激光器及光圈支架，光传感器与转动传感器，科学工作室500或750接口，DataStudio软件系统 二．实验目的 1.通过该实验让学生了解并会运用实验器材，同时学会用计算机分析和处理实验数据。 2.通过该实验让学生了解基本的光学现象，并掌握其物理机制。三．实验原理 单缝衍射：当光通过单缝发生衍射，光强极小（暗点）的衍射图案由下式给出asinθ=mλ(m=1,2,3……），其中a是狭缝宽度，θ为衍射角度，λ是光波波长。 双缝干涉：当光通过两个狭缝发生干涉，从中央最大值（亮点）到单侧某极大值的角度由下式给出dsinθ=mλ(m=1,2,3……),其中d是狭缝间距，θ为从中心到第m级最大的夹角，λ是光波波长，m为级数。 光的偏振：通过第一偏振器后偏振电场为E0，以一定的角度β穿过第二偏振器，则场强变化为E0cosβ,由于光强正比于场强的平方，则，第二偏振器透过的光强为I=I0cos2β. 四．实验内容及过程

单缝衍射 单缝衍射光强分布图 如果设单缝与接收屏的距离为s,中央极强到光强极小点的距离为c,且sinθ≈tanθ=c/s,那么可以推得a=smλ/c.又在此次实验中，s=750mm,λ=6.5E(-4)mm,那么推得a=0.4875m/c,又由图可知：当m=1时，c=(88-82)/2=3mm,推得a=0.1625mm; 当m=2时，c=(91-79)/2=6mm,推得a=0.1625mm; 当m=3时，c=(94-76)/2=9mm,推得a=0.1625mm; 当m=4时，c=(96-74)/2=11mm,推得a=0.1773mm; 得到a的平均值0.1662mm,误差E=3.9%。 双缝干涉

用zemax设计光学显微镜光学系统设计实验报告

课 程 设 计 光学显微镜设计 设计题目 学 号 专业班级 指导教师 学生姓名 测量显微镜

根据学号得到自己设计内容的数据要求： 1.目镜放大率10(即焦距25） 2.目镜最后一面到物面距离110 3.对准精度1.2微米 按照实验步骤，先计算好外形尺寸。然后根据数据要求选取目镜与物镜。 我先做物镜。因为这个镜片比较少。按物镜放大率选好物镜后，将参数输入。简单优化，得到比较接近自己要求的物镜。 然后做目镜，同样的做法，这个按照焦距选目镜，将参数输入。将曲率半径设为可变量，调入默认的优化函数进行优化。发现“优化不了”，所有参数均没有变化。而且发现把光源放在“焦点”位置，目镜出射的不是平行光。我百思不得其解。开始认为镜头库的参数可能有问题。最后我问老师，老师解释，那个所谓的“焦点”其实不是焦点，我错误的把“焦点”到目镜第一个面的距离当成了焦距。这个目镜是有一定厚度的，不能简单等效成薄透镜。焦点到节点的距离才是焦距。经过老师指点后，我尝试调节光源到目镜第一面的距离，想得到出射平行光，从而找到焦点。但这个寻找是很费力气的，事倍功半。老师建议我把目镜的参数倒着顺序输入参数。然后用平行光入射，然后可以轻松找到焦点。 但是，按照这个方法，倒着输入参数，把光源放在无限

远的地方（平行光入射），发现光线是发散的。不解。还是按照原来的方法。把光源放在目镜焦点上，尽量使之出射平行光。然后把它与优化好的物镜拼接起来。后来，加入理想透镜（会聚平行光线），加以优化。 还有一个问题，就是选物镜的时候，发现放大倍率符合了自己的需求，但工作距离与共轭距，不符合自己的要求。这个问题在课堂上问过老师，后来经老师指点，通过总体缩放解决。 物镜参数及优化函数

傅里叶光学实验报告

实验原理：（略） 实验仪器： 光具座、氦氖激光器、白色像屏、作为物的一维、二维光栅、白色像屏、傅立叶透镜、小透镜 实验内容与数据分析 1．测小透镜的焦距f 1 （付里叶透镜f 2=45.0CM ） 光路：激光器→望远镜（倒置）（出射应是平行光）→小透镜→屏 操作及测量方法：打开氦氖激光器，在光具座上依次放上扩束镜，小透镜和光屏，调节各光学元件的相对位置是激光沿其主轴方向射入，将小透镜固定，调节光屏的前后位置，观察光斑的会聚情况，当屏上亮斑达到最小时，即屏处于小透镜的焦点位置，测量出此时屏与小透镜的距离，即为小透镜的焦距。 112.1913.2011.67 12.3533 f cm ++= = 0.7780cm σ= = 1.320.5929 p A p t t cm μ=== 0.68P = 0.0210.00673 B p B p t k cm C μ?==?= 0.68P = 0.59cm μ== 0.68P = 1(12.350.59)f cm =± 0.68P =

2．利用弗朗和费衍射测光栅的的光栅常数 光路：激光器→光栅→屏（此光路满足远场近似） 在屏上会观察到间距相等的k 级衍射图样，用锥子扎孔或用笔描点，测出衍射图样的间距，再根据sin d k θλ=测出光栅常数d （1）利用夫琅和费衍射测一维光栅常数； 衍射图样见原始数据； 数据列表： sin || i k Lk d x λλ θ= ≈ 取第一组数据进行分析： 2105 13 43.0910******* 4.00106.810d m ----????==?? 210 523 43.0910******* 3.871014.110d m ----????==?? 2105 33 43.0910******* 3.95106.910d m ----????==?? 210 543 43.0910******* 4.191013.010 d m ----????==?? 554.00 3.87 3.95 4.19 10 4.0025104 d m m --+++= ?=? 61.3610d m σ-=? 忽略b 类不确定度：

光学仪器实验报告

常用光电仪器原理及使用 实验报告 班级：11级光信息1班 姓名：姜萌萌 学号：110104060016 指导老师：李炳新

数字存储示波器 一、实验目的 1、熟悉数字存储示波器的使用方法； 2、测量数字存储示波器产生方波的上升时间； 二、实验仪器 数字存储示波器 三、实验步骤 1、产生方波波形 ⑴、打开示波器电源阅读探头警告，然后按下OK。按下“DEFAULT SETUP”按钮，默认的电压探头衰减选项是10X。 ⑵、在P2200探头上将开关设定到10X并将探头连接到示波器的通道1上，然后向右转动将探头锁定到位，将探头端部和基线导线连接到“PROBE COMP”终端上。 ⑶、按下“AUTOSET”按钮，在数秒钟内，看到频率为1KHz 电压为5V峰峰值得方波。按两次CH1BNC按钮删除通道1，

按下CH2BNC按钮显示通道2，重复第二步和第三步。 2、自动测量 ⑴、按下“MUASURE”按钮，查看测量菜单。 ⑵、按下顶部的选项按钮，显示“测量1菜单”。 ⑶、按下“类型”“频率”“值”读书将显示测量结果级更新信息。 ⑷、按下“后退”选项按钮。 ⑸、按下顶部第二个选项按钮；显示“测量2菜单”。 ⑹、按下“类型”“周期”“值”读数将显示测量结果与更新信息。 ⑺、按下“后退”选项按钮。 ⑻、按下中间选项按钮；显示“测量3菜单”。 ⑼、按下“类型”“峰-峰值”“值”读数将显示测量结果与更新信息。 ⑽、按下“后退”选项按钮。 ⑾、按下底部倒数第二个按钮；显示“测量4菜单”。⑿、按下“类型”“上升时间”“值”读数将显示测量结果与更新信息。

LCR测试仪 一、实验目的 1、熟悉LCR测试仪的使用方法； 2、了解LCR测试仪的工作原理； 3、精确测量一些电阻，电感，电容的值； 二、实验仪器 LCR测试仪，电阻，电容，电感等元件 三、LCR测试原理 根据待测元器件实际使用的条件和组合上的差别，LCR 测量仪有两种检测模式，串联模式和并联模式。串联模式以检测元器件Z为基础，并联模式以检测元器件的导纳Y为基础，当用户将测出流过待测元件的电流I，数字电压表将测出待测元件两端的电压V，数字鉴相器将测出电压V和电流I 之间的相位角 。检测结果被储存在仪器内部微型计算机的

光学实验报告

建筑物理 ——光学实验报告 实验一：材料的光反射比、透射比测量实验二：采光系数测量 实验三：室内照明实测 实验小组成员： 指导老师： 日星期二3月12年2013日期： 实验一、材料的光反射比和光透射比测量

一、实验目的与要求 室内表面的反射性能和采光口中窗玻璃的透光性能都会直接或间接的影响室内光环境的好坏，因此，在试验现场采光实测时，有必要对室内各表面材料的光反射比，采光口中透光材料的过透射比进行实测。 通过实验，了解材料的光学性质，对光反射比、透射比有一巨象的数值概念，掌握测量方法和注意事项。 二、实验原理和试验方法 （一）、光反射比的实验原理、测量内容和测量方法 光反射比测量方法分为直接测量方法和间接测量法，直接测量法是指用样板比较和光反射比仪直接得出光反射比；间接法是通过被测表面的照度和亮度得出漫反射面的光反射比。下面是间接测量法。 1.实验原理 （1）用照度计测量： P是投射到某一材料表面反射出来的光通量与被该光源的光通量的比值，根据光反射比的定义：光反射比即： φφP=P/因为测量时将使用同一照度计，其受光面积相等， 且，所以对于定向反射的表面，我们可以用上述代入式，整理后得： P=EE P/对于均匀扩散材料也可以近似的用上述式。 可知只要测出材料表面入射光照度E和材料反射光照度Ep，即可计算出其反射比。 （2）用照度计和亮度计测量 用照度计和亮度计分别测量被测表面的照度E和亮度L后按下式计算 πL/EP= 2；被测表面的亮度，cd/m式中：L---E—被测表面的照度，lx 。 2.测量内容 要求测量室内桌面、墙面、墙裙、黑板、地面的光反射比。每种材料面随机取3个点测量3次，然后取其平均值。 3.测量方法 ①将照度计电源（POWER）开关拨至“ON”，检查电池，如果仪器显示窗出现“BATT”字样，则需要换电池； ②将光接收器盖取下，将其光敏表面放在待测处，再将量程（RANGE）开关拨至适当位置，例如，拨在×1挡，测量的仪器显示值乘以量程因子即为测量结果。另有一种自动量程照度计，数字显示中的小数点随照度的大小不同而自动移位，只需将所显示的数字乘以量程因子即为测量结果（单位：lx）。有的照度计为自动量程，直接读取照度计数字即为测量结果。 ③在稳定光源下，将光接收器背面紧贴被测表面，测其入射照度E；然后将光接收器感光面对准被测表面的同一位置，逐渐平移光接收器平行离开测点，照度值逐渐增大并趋于稳定（约300mm左右），读；ρ，即可计算出光反射比Ep取反射照度值 ④测量时尽量缩短入射照度和反光照度间的时间间隔，并尽可能的保持周围光环境的一致性。

光学基础学习报告

光学基础学习报告 一、教学内容： 光电镜头是用来作为光电接收器（CCD,CMOS ）的光学传感器元件。 光学特性参数： 1、 焦距EFL （学名f ’） 是指主面到相应焦点的距离（如图1.1） 图1.1 每个镜片都有前后两个主面－前主面和后主面（放大率为1的共轭面）。相应的也有两个焦点－前焦和后焦。 凸透镜：双凸；平凸；正弯月（如图1.1） 图1.2 凹透镜：双凹；平凹；负弯月 图 1.3

折射率实际反映的是光在物质中传播速度与真空中速度的比值关系。 薄透镜：)]1()1[()1('12 1R R n f -?-== Φ Φ—透镜光焦距； f ’—焦距； n —折射率； R 1,R 2－两球面曲率半径 厚透镜：2 1221)1()]1()1[()1('1R nR d n R R n f -+ -?-==Φ d －中心厚度 干涉仪与光距座可以量测f ’,R1,R2,d →利用上述的公式可以计算出n 值，从而来确定所用材料。 A 、 EFL 增加，TOTR （光学总长）增加；要降低TOTR 就必须降低EFL ，但EFL 降低， 像高就要降低 B 、 EFL 与某些象差相关 C 、 EFL 上升将使F/NO 增大 D 、 EFL ，FOV （视场角）和IMA （像高）三者间有关系 tanFOV ?=EFL IMA －铁三角关系 EFL 的增大（减小）会使像高变大（小），为了保持像高，就必须要增大（减小）FOV ，然而FOV 的增大会使得REL （相对照度）的数值增大。 2、 BFL 后焦距（学名后截距） 图2.1 3、 F 数（F/NO ） D f NO F '/= f ’－FEL D 入－入瞳直径 入瞳为光阑经其前方光学镜片所成的像，反映进入光学系统的光线 A 、 与MTF 相关，F/NO ↑，则MTF ↑；反之下降 B 、 与景深相关，F/NO ↑，则景深↑，反之下降 C 、 与象差相关，F/NO ↑，则象差↓，反之增加 D 、 与光通量相关，F/NO ↑，则光通量↓，反之增加 对于光电镜头，F/NO 最大在2.8～3.5之间（经验值）允许有±5%的误差，在物方有照

典型光学系统试验

\ 本科实验报告 课程名称：应用光学实验姓名：韩希 学部：信息学部系：信息工程专业：光电 学号：3110104741 指导教师：蒋凌颖 实验报告

课程名称： 应用光学实验 指导老师 成绩：__________________ 实验名称：典型光学系统实验 实验类型： 同组学生姓名： 蒋宇超、陈晓斌 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 深入理解显微镜系统、望远镜系统光学特性及基本公式； 掌握显微镜系统、望远镜系统光学特性的测量原理和方法。 二、实验内容和原理 (1)望远镜特性的测定 测定望远镜的入瞳直径D 、出瞳直径D ’和出瞳距错误!未找到引用源。；测定望远镜的视觉放大率Γ；测定望远镜的物方视场角错误!未找到引用源。，像方视场角错误!未找到引用源。；测定望远镜的最小分辨角φ。 对于望远镜系统来说，任意位置物体的放大率是常数，此值由物镜焦距错误!未找到引用源。和目镜焦距错误!未找到引用源。确定，其视觉放大率可表示为 (2) 显微镜视场及显微物镜放大率的测定 显微物镜的放大率是指横向放大率 式中 y ——标准玻璃刻尺上一对刻线的距离（物）（格值0.01mm ）； y ′——由测微目镜所刻得的像高。 (3)显微物镜数值孔径的测定 显微物镜的数值孔径为错误!未找到引用源。,其中n 为物方介质的折射率，u 为物方半孔径角。若在空气中n=1,则错误!未找到引用源。。 数值孔径通常用数值孔径计来测定，数值孔径计的结构如图5示，其主要元件是一块不太厚的玻璃半圆柱体，沿直径方向的侧面是与上表面成45度角的斜面，从侧面入射的光线在斜面上全反射，上表面上有两组刻度沿圆周排列。其外圈刻度为数值孔径（即角度的正弦值）， 专业： 光电信息工程 姓名： 韩希 学号： 3110104741 日期：2013年6月15日 地点：紫金港东四605

傅立叶光学实验报告

实验报告 陈杨 PB05210097 物理二班 实验题目: 傅里叶光学实验 实验目的: 加深对傅里叶光学中的一些基本概念与理论的理解,验证阿贝成像理论,理解透镜成像过程,掌握光学信息处理的实质,进一步了解透镜孔径对分辨率的影响。 实验原理: 1、傅里叶光学变换 二维傅里叶变换为:??+-=?=dxdy vy ux i y x f v u F )](2exp[),()}y ,x (f {),(π ( 1 ) 1()[(,)]x y g x F a f f -=, ''x y x f f y f f λλ??=????????=???? 复杂的二维傅里叶变换可以用透镜来实现,叫光学傅里叶变换。 2、阿贝成像原理 由于物面与透镜的前焦平面不重合,根据傅立叶光 学的理论可以知换(频谱),不过只有一个位相因子 的差别,对于一般情况的滤波处理可以不考虑。这个光路的优道在透镜的后焦平面上得到的不就是物函数的严格的傅立叶变点就是光路简单,就是显微镜物镜成像的情况—可以得到很大的象以便于观察,这正就是阿贝当时要改进显微镜的分辨本领时所用的光路。

3、空间滤波 根据以上讨论:透镜的成像过程可瞧作就是两次傅里叶变换,即从空间函数(,)g x y 变为频谱函数(,)x y a f f ,再变回到空间函数(,)g x y ,如果在频谱面上放一不同结构的光阑,以提取某些频段的信息,则必然使像上发生相应的变化,这样的图像处理称空间滤波。 实验内容: 1、测小透镜的焦距f1 (付里叶透镜f2=45、0CM)、 光路:直角三棱镜→望远镜(倒置)(出射应就是平行光)→小透镜→屏。(思考:如何测焦距？) 夫琅与费衍射: 光路:直角三棱镜→光栅→墙上布屏(此光路满足远场近似) (1)利用夫琅与费衍射测一维光栅常数; 光栅方程:dsin θ=k λ 其中,k=0,±1, ±2, ±3,… 请自己选择待测量的量与求光栅常数的方法。(卷尺可向老师索要) 记录一维光栅的衍射图样、可瞧到哪些级？记录 0级、±1级、±2级光斑的位置; (2)记录二维光栅的衍射图样、 3、观察并记录下述傅立叶频谱面上不同滤波条件的图样或特征; 光路:直角三棱镜→光栅→小透镜→滤波模板(位于空间频谱面上)→墙上屏 思考:空间频谱面在距小透镜多远处？图样应就是何样？ (1)一维光栅:(滤波模板自制,一定要注意戴眼镜保护;可用一张纸,一根

光学实验报告 (一步彩虹全息)

光学设计性实验报告（一步彩虹全息） 姓名： 学号： 学院：物理学院

一步彩虹全息 摘要彩虹全息是用激光记录全息图, 是用白光再现单色或彩色像的一种全息技术。彩虹全息术的关键之处是在成像光路( 即记录光路) 中加入一狭缝, 这样在干板上也会留下狭缝的像。本文研究了一步彩虹全息图的记录和再现景象的基本原理、一步彩虹全息图与普通全息图的区别和联系、一步彩虹全息的实验光路图，探讨了拍摄一步彩虹全息图的技术要求和注意事项，指出了一步彩虹全息图的制作要点, 得出了影响拍摄效果的佳狭缝宽度、最佳狭缝位置及曝光时间对彩虹全息图再现像的影响。 关键词：一步彩虹全息；狭缝；再现 1 光学实验必须要严密，尽可能地减少实验所产生的误差； 2 实验仪器 防震全息台激光器分束镜成像透镜狭缝干板架光学元件架若干干板备件盒洗像设备一套线绳辅助棒扩束镜2个反射镜2个 3 实验原理 3.1 像面全息图 像面全息图的拍摄是用成像系统使物体成像在全息底板上，在引入一束与之相干的参考光束，即成像面全息图，它可用白光再现。再现象点的位置随波长而变化，其变化量取决于物体到全息平面的距离。 像面全息图的像（或物）位于全息图平面上，再现像也位于全息图上，只是看起来颜色有变化。因此在白光照射下，会因观察角度不同呈现的颜色亦不同。 3.2 彩虹全息的本质 彩虹全息的本质是要在观察者与物体的再现象之间形成一狭缝像，使观察者通过狭缝像来看物体的像，以实现白光再现单色像。若观察者的眼睛在狭缝像附近沿垂直于狭缝的方向移动,将看到颜色按波长顺序变化的再现像。若观察者的眼睛位于狭缝像后方适当位置, 由于狭缝对视场的限制, 通过某一波长所对应的狭缝只能看到再现像的某一条带, 其色彩与该波长对应, 并且狭缝像在空间是连

显微镜系统设计实验报告

光学系统设计实验报告 设计题目：测量显微镜光学系统 专业班级：光信息08-1班 学生姓名： 学号： 指导老师：

一实验目的 1.了解光学系统设计的基本步骤，学会基本外形尺寸的计算。 2.熟悉ZEMAX软件的操作，了解操作要领，学会应用基本的相差 评价函数并进行优化。 二、实验器材 ZEMAX软件、相关实验指导书 三、设计要求 1）设计说明书和镜头文件。镜头文件包括物镜镜头文件、目镜镜头文件和光学系统镜头文件。 2）部分技术参数选择： ①目镜放大率10 ②沿光轴,目镜最后一面到物面沿光轴的几何距离280毫米 ③对工件实边缘的对准精度为2.2微米 ④其它参数自定 3）其他要求 ①视场大小自定，尽可能大些，一般达到商用仪器的一半。 ②可以不加棱镜。如加棱镜，折转角大小自定。棱镜可以按照等效玻璃板处理。 ③可以对物镜和目镜进行整体优化或独立优化。 ④可以加上CCD。 四、具体设计 1.系统结构设计思路 1)系统结构框图

物体经物镜所成的放大的实像与分划板重合，两者一同经目镜成一放大的虚像。棱镜的型式为斯米特屋脊棱镜，它能使系统成正像，并且使光路转折45°角，以便于观察和瞄准（此处可以不加设计）。为避免景深影响瞄准精度，物镜系统采用物方远心光路，即孔径光阑位于物镜像方焦面上。 （图1 显微镜系统结构图） 2)等效光路原理图

（图2 显微镜无光轴偏转的等效光路图） 2.外形尺寸计算 1)首先绘出光学系统的等效光路原理图。如图所示，首先将棱镜作为等效空气平板处理。 2)求实际放大率。系统的有效放大率由系统的瞄准精度决定。用米字形虚线瞄准被测件轮廓，得系统有效放大率 由于工具显微镜一般要求有较大的工作距和物方线视场，又要求共轭距不能太长，因而工具显微镜的实际放大率和物镜的放大率均不宜过大。取实际放大率为 3)求数值孔径 4)求物镜和目镜的放大率 目镜的放大率 物镜的放大率 5)求目镜的焦距 ? -=Γ30102.02 .21.500055 .061.061.0 nsinU ≈??===δλk NA 3 -=ΓΓ =e β?=Γ10e mm f e e 25250 =Γ= '? ≥?=≥ Γ222 .21.55 .725.72δk

光学全息照相实验报告

光学全息照相实验报告

实验II 光学全息照相 光学全息照相是利用光波的干涉现象，以干涉条纹的形式，把被摄物表面光波的振幅和位相信息记录下来，它是记录光波全部信息的一种有效手段。这种物理思想早在1948年伽柏（D.Gabor）即就已提出来了，但直到1960年，随着激光器的出现，获得了单色性和相干性极好的光源时,才使光学全息照相技术的研究和应用得到迅速地发展。光学全息照相在精密计量、无损检测、遥感测控、信息存储和处理、生物医学等方面的应用日益广泛，另外还相应出现了微波全息，X光全息和超声全息等新技术，全息技术已发展成为科学技术上的一个新领域。 本实验通过对三维物体进行全息照相并再现其立体图像，了解全息照相的基本原理及特点，学习拍摄方法和操作技术，为进一步学习和开拓应用这一技术奠定基础。 实验目的

了解光学全息照相的基本原理和主要特点； 学习静态光学全息照相的实验技术； 观察和分析全息全图的成像特性。 仪器用具 全息台、He —Ne 激光器及电源、分束镜、全反射镜、扩束透镜、曝光定时器、全息感光底版等。 基本原理 全息照片的拍摄 全息照相是利用光的干涉原理将光波的振幅和相位信息同时记录在感光板上的过程.相干光波可以是平面波也可以是球面波，现以平面波为例说明全息照片拍摄的原理。如图1所示，一列波函数为t i ae y πυ21=、振幅为a 、频率为υ、波长为λ 的平面单色光波作为参考光垂直入射到感光板上。另一列同频率、波函数为t i r T t i Be be y πυλπ222==??? ??-的相 干平面单色光波从物体出发，称为物光，以入射角θ同时入射到感光板上，物光与参考光产生干涉，在感光板上形成的光强分布为 ax ab b a I cos 222++= (1)

大学物理光学实验报告材料

实验十：光栅衍射 一、实验目的 1．观察光线通过光栅后的衍射光谱。 2．学会用光栅衍射测定光波波长的方法。 3．学会用光栅衍射原理测定光栅常数。 4．进一步熟悉分光计的调整和使用方法。 二、实验仪器 分光计 光栅 钠光灯 平面反射镜 三、实验原理 光栅是有大量的等间隔、等宽度的狭缝平行放置组成的一种光学元件。设狭缝宽度（透光部分）为a ，不透光部分为b ，则a b +为光栅常数。 设单色光垂直照射到光栅上，光透过各个狭缝后，向各个方向发生衍射，衍射光经过透镜后会聚后相互干涉，在焦平面上形成一系列的被相当宽的暗区分开的明亮条纹。 衍射光线与光栅平面的夹角称为衍射角。设衍射角为θ的一束衍射光经透镜会聚到观察屏的点。在P 点出现明条纹还是暗条纹决定于这束衍射光的光程差。 由于光栅是等宽、等间距，任意两个相邻缝的衍射光的光程差是相等的，两个相邻狭缝的衍射光的光程差为()sin a b θ+，如果光程差为波长的整数倍，在P 点就出现明条纹，即 ()sin a b k θλ+=± (0,1,2,)k = 这就是光栅方程。 从上式可知，只要测出某一级的衍射角，就可计算出波长。 四、实验步骤 1、调整分光计。 使望远镜、平行光管和载物台都处于水平状态， 平行光管发出平行光。 2、安置光栅 将光栅放在载物台上，让钠光垂直照射到光栅上 。 可以看到一条明亮而且很细的零级光谱，左右转动望远 镜观察第一、二级衍射条纹。 3．测定光栅衍射的第一、二级衍射条纹的衍射角θ，并记录。 五、数据记录 （）

'111[()θθθ=-（右边读数）+'11()θθ-（右边读数）]/4 '222[()θθθ=-（右边读数）+'22()θθ-（右边读数）]/4 六、数据处理 将上表中的1θ、2θ分别代入光栅方程()sin a b k θλ+=计算出6个波长，（1 300 a b mm += ） 1λ= 2λ= 3λ= 4λ= 5λ= 6λ= 计算平均波长：λ= 绝对误差：λ?= （取平均波长与6个波长的差中的最大者） 相对误差：100%E λλ λ ?= ?= 结果表示：()nm λλλ=±?= nm 。 七、思考题

立式光学仪实验报告doc

立式光学仪实验报告 篇一：光学实验报告 建筑物理 ——光学实验报告实验一：材料的光反射比、透射比测量实验二：采光系数测量 实验三：室内照明实测实验小组成员：指导老师：日期：XX年12月3日星期二实验一、材料的光反射比和光透射比测量 一、实验目的与要求室内表面的反射性能和采光口中窗玻璃的透光性能都会直接或间接的影响室内光环境的好坏，因此，在试验现场采光实测时，有必要对室内各表面材料的光反射比，采光口中透光 材料的过透射比进行实测。通过实验，了解材料的光学性质，对光反射比、透射比有一巨象的数值概念，掌握测量方法和注意事项。 二、实验原理和试验方法 （一）、光反射比的实验原理、测量内容和测量方法光反射比测量方法分为直接测量方法和间接测量法，直接测量法是指用样板比较和光反 射比仪直接得出光反射比；间接法是通过被测表面的照度和亮度得出漫反射面的光反射比。 下面是间接测量法。

1. 实验原理 （1）用照度计测量：根据光反射比的定义：光反射比p是投射到某一材料表面反射出来的光通量与被该光源的光通量的比值，即： p=φp/φ 因为测量时将使用同一照度计，其受光面积相等，且，所以对于定向反射的表面，我们 可以用上述代入式，整理后得：p=ep/e 对于均匀扩散材料也可以近似的用上述式。可知只要测出材料表面入射光照度e和材料反射光照度ep，即可计算出其反射比。（2） 用照度计和亮度计测量 用照度计和亮度计分别测量被测表面的照度e和亮度l 后按下式计算 p=πl/e 式中：l---被测表面的亮度，cd/m2； e—被测表面的照度，lx 。 2.测量内容要求测量室内桌面、墙面、墙裙、黑板、地面的光反射比。每种材料面随机取3个点测量3次，然后取其平均值。 3.测量方法 ①将照度计电源（power）开关拨至“on”，检查电池，如果仪器显示窗出现“batt”字 样，则需要换电池；

光学仪器实验报告

燕山大学 常见光学仪器原理及使用实验报告 L.C.R测试仪 紫外可见分光度计 傅立叶光谱仪 阿贝折射仪 干涉显微镜 数字存储示波器 学院（系）： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师：

实验一LCR测试仪 一．实验目的 LCR测试仪能准确并稳定地测定各种各样的元件参数，主要是用来测试电感、电容、电阻的测试仪。它具有功能直接、操作简便等特点，能以较低的预算来满足生产线质量保证、进货检验、电子维修业对器件的测试要求。 二．实验仪器 LCR测试仪 三．实验原理 Vx与Vr均是矢量电压表，Rr是理想电阻。自平衡电桥的意思是：当DUT(Device Under Test)接入电路时，放大器的负反馈配置自动使得OP输入端虚地。Vx准确测定DUT两端电压（DUT的Low电位是0），Vr与Rr测得DUT电流Ix，由此可计算Zx。 LCR测试原理图 HP4275的测试端Hp,Hc,Lp,Lc（下标c代表current, 下标p代表Potentail)，Guard（接地)的配置可导致测试的误差的差异。 提高精度的方法是: 1,Hp,Lp,Hc,Lc尽量接近DUT; 2,减小测试电流Ix 的回路面积&磁通量（关键是分析Ix，要配合使用Guard与Cable最小化回路面积);3,使用Gurard与Cable构建地平面中断信号线间的电场连接，虽然会增加信号线的对地电容（对地电容不影响测试结果），但是会减少信号线的互容。

LCR测试原理图 Guard与Cable的对地寄生阻抗（Zhg,Zlg) 不影响测试结果，电桥平衡时Zlg的两端电压是0，流向Rr的电流不会被Zlg分流，Zhg的分流作用不影响Hp的电压测量。 LCR测试原理图 四．实验步骤 LCR测试仪一般用于测试电感和电容。测量步骤如下： 1.设置测试频率。 2.测试电压或者电流水平。 3.选择测试参数，比如Z、Q、LS（串联电感）、LP（并联电感）、CS(串联电感）、CP（并联电容）、D等。 4.仪器校准，校准主要进行开路、短路校准，高档的仪器要进行负载校准 5.选择测试夹具。 6.夹具补偿。 7.将DUT放在夹具上开始测试。

浙江大学物理光学实验报告

本科实验报告 课程名称：姓名：系：专业：学号：指导教师： 物理光学实验郭天翱 光电信息工程学系信息工程（光电系） 3100101228 蒋凌颖 2012年1 月7日 实验报告 实验名称：夫琅和弗衍射光强分布记录实验类型：_________ 课程名称：__物理光学实验_指导老师：_蒋凌颖__成绩： 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1．掌握单缝和多缝的夫琅和费衍射光路的布置和光强分布特点。 2．掌握一种测量单缝宽度的方法。 3．了解光强分布自动记录的方法。 二、实验内容 一束单色平面光波垂直入射到单狭缝平面上，在其后透镜焦平面上得到单狭缝的夫琅禾费衍射花样，其光强分布为： i?i0( 装 式中 sin? ? ) 2 （1） 订 ?? 线 ??sin?? （2） ?为单缝宽度，?为入射光波长，?为考察点相应的衍射角。i0为衍射场中心点（??0处）的光强。如图一所示。 由（1）式可见，随着?的增大，i有一系列极大值和极小值。极小值条件 asin??n?(n?1,n?2) （3） 是： 如果测得某一级极值的位置，即可求得单缝的宽度。 如果将上述单缝换成若干宽度相等，等距平行排列的单缝组合——多缝，则透镜焦面上得到的多缝夫琅禾费衍射花样，其光强分布： n? sin?2 )2 i?i0()( ?

2 （4） sin 式中 ?? sin??2???dsin? ? ?? （5） ?为单缝宽度，d为相邻单缝间的间距，n为被照明的单缝数，?为考察点相应的衍射角；i0为衍射中心点（??0处）的光强。 n? )2 (sin?2() 2称?为单缝衍射因子，为多缝干涉因子。前者决定了衍射花 sin （干涉）极大的条件是dsin??m?(m?0,?1,?2......)。 dsin??(m? m )?(m?0,?1,?2......;m?1,2,.......,n?1)n 样主极大的相对强度，后者决定了主极大的位置。 （干涉）极小的条件是 当某一考虑点的衍射角满足干涉主极大条件而同时又满足单缝衍射极小值条件，该点的光强度实际为0/，主极大并不出现，称该机主极大缺级。显然当d/??m/n为整数时，相应的m 级主极大为缺级。 不难理解，在每个相邻干涉主极大之间有n-1个干涉极小；两个相邻干涉极小之间有一个干涉次级大，而两个相邻干涉主级之间共有n-2个次级大。 三、主要仪器设备 激光器、扩束镜、准直镜、衍射屏、会聚镜、光电接收扫描器、自动平衡记录仪。 四、操作方法和实验步骤 1．调整实验系统 （1）按上图所示安排系统。 （2）开启激光器电源，调整光学元件等高同轴，光斑均匀，亮度合适。（3）选择衍射板中的任一图形，使产生衍射花样，在白屏上清晰显示。 （4）将ccd的输出视频电缆接入电脑主机视频输出端，将白屏更换为焦距为100mm的透镜。 （5）调整透镜位置，使衍射光强能完全进入ccd。 （6）开启电脑电源，点击“光强分布测定仪分析系统”便进入本软件的主界面，进入系统的主界面后，点击“视频卡”下的“连接视频卡”项，打开一个实时采集窗口，调整透镜与ccd的距离，使电脑显示屏能清晰显示衍射图样，并调整起偏/检偏器件组，使光强达到适当的强度，将采集的图像保存为bmp、jpg两种格式的图片。 2．测量单缝夫琅和费衍射的光强分布（1）选定一条单狭缝作为衍射元件（2）运用光强分布智能分析软件在屏幕上显示衍射图像，并绘制出光强分布曲线。 （3）对实验曲线进行测量，计算狭缝的宽度。 3．观察衍射图样 将衍射板上的图形一次移入光路，观察光强分布的水平、垂直坐标图或三维图形。

光学综合实验报告要点

光学综合实验报告 班级： 姓名： 学号： 日期： 序号实验项目课时实验仪器（台套数）房间指导教师 1 焦距测量 （分别在焦距仪和光学平台上测 量）4 焦距仪（3-4）、 光学平台及配件（1-2） 西北付辉、樊宏 2 典型成像系统的组建和分析 （在光学平台上搭建显微镜、望远 镜、投影仪） 4 光学平台及配件（1-2）东南付辉、樊宏 3 典型成像系统的使用 （使用商用典型成像系统）4 显微镜（3）、望远镜（3）、 水准仪（2） 东南付辉、樊宏 4 分光计的使用 （含调整、测量角度和声速）4 分光计（3-4）、超声光栅 （2） 东南付辉、樊宏 5 棱镜耦合法测波导参数 4 棱镜波导实验仪（2）西南郎贤礼、李建全 6 半导体激光器的光学特性测试 4 半导体激光器实验仪（2）西南郎贤礼、李建全 7 电光调制 4 电光调制仪（2）西南郎贤礼、李建全 8 法拉第效应测试 4 法拉第效应测试仪（2）东北郎贤礼、李建全 9 声光调制 4 声光调制仪（2）西南郎贤礼、李建全

目录 1、焦距测量--------------------------------------4 2、典型成像系统的组建和分析----------------------7 3、典型成像系统的使用----------------------------10 4、分光计的使用----------------------------------10 5、棱镜耦合法测波导参数--------------------------14 6、半导体激光器的光学特性测试--------------------22 7、电光调制--------------------------------------29 8、法拉第效应测试--------------------------------38 9、声光调制--------------------------------------46 10、干涉、衍射和频谱分析--------------------------47 11、迈克尔逊干涉仪--------------------------------58 12、氦氖激光器综合实验----------------------------63

光学类实验报告

光学类 实 验 报告

一、实验目的 1、了解光谱仪的原理和使用方法； 2、了解积分球的工作原理和使用方法； 3、测量不同种类的滤光片的透过率 4、了解薄膜的性质与应用 5、了解光纤光谱仪的原理与应用； 6、掌握薄膜厚度的测量方法。 二、实验仪器 卤钨光源，光纤，积分球，准直镜，光纤光谱仪，光具座，中性密度透过率 测试样品，长波通带滤色片，Y型反射式光纤，K9基底M g F2增透塑料薄膜测试片 一组，Si 衬底S i O2薄膜测试片一组，光具座，计算机及测试软件等。 三、实验原理 1、利用透射光谱测定滤光片透过率本实验利用卤钨光纤白光源准直后作为照明光源，使用积分球作为匀光器，使用光纤光谱仪检测光谱。光谱仪一般由入射狭缝、准直镜、色散元件、聚焦光学系统和探测器构成。由单色仪和探测器搭建的光谱仪中通常还包括出射狭缝，仅使整个光谱中波长范围很窄的一部分光照射到单像元探测器上。单色仪中的入射和出射狭缝位置固定、宽度可调。对整个光谱的扫描是通过旋转光栅莱完成。光纤光谱仪的优势在于测量系统的模块化和灵活性。本实验使用的微小型光纤光谱仪的测量速度非常快，可以用于在线分析。由于光纤光谱仪使用了光纤传导光信号，屏蔽了工作环境的杂散光，提高了光学系统的稳定性，可以用于较恶劣环境的现场测试。光谱仪的光学分辨率定义为光谱仪所能分辨开的最小波长差。为了分辨两条相邻的谱线，这两条谱线在探测器上的像至少要间隔 2 个像素。因为光栅决定了不同广场在探测器上可分开（色散）的程度，所以它是决定光谱仪分辨率的一个非常重要的参数。另一个重要参数是进入到光谱仪的光束宽度，它基本取决于光谱仪上安装的固定宽度的入射狭缝或光纤芯径。 积分球的主要功能是作为光收集器，积分球内均有涂有漫分射涂层，可以高效反射200~2500nm范围的光线。被收集的光可以用作漫反射光源或被测光源。积分球的基本原理是光通过采样口进入积分球，经过多次反射后非常均匀地散射在积分球内部。探测口与积分球侧面的接口相连，该接口内部有一个挡板，探测器只能测量到光挡板上的光，这样就不受从采样口进入的光的角度影响，从而避免了第一次反射光直接进入金属探测器。 2、利用白光干涉测定薄膜厚度薄膜测量系统是基于白光干涉原理来确定光学薄膜的厚度的测量系统。白光干涉图样通过数学函数的计算得出薄膜厚度。对于单层膜来说，如果已知薄膜介质的n 和k 值就可以计算

傅里叶变换光学系统-实验报告

实验10 傅里叶变换光学系统 实验时间：2014年3月20日 星期四 一、 实验目的 1. 了解透镜对入射波前的相位调制原理。 2. 加深对透镜复振幅、传递函数、透过率等参量的物理意义的认识。 3. 观察透镜的傅氏变换力图像，观察4f 系统的反傅氏变换的图像，并进行比较。 4. 在4f 系统的变换平面插入各种空间滤波器，观察各种试件相应的频谱处理图像。 二、 实验原理 1. 透镜的FT 性质及常用函数与图形的关学频谱分析 透镜由于本身厚度的不同，使得入射光在通过透镜时，各处走过的光程差不同，即所受时间延迟不同，因而具有相位调制能力。假设任意点入射光线在透镜中的传播距离等于改点沿光轴方向透镜的厚度，并忽略光强损失，即通过透镜的光波振幅分布不变，仅产生位相的变化，且其大小正比于透镜在该点的厚度。设原复振幅分布为(,)L U x y 的光通过透镜后，其复振幅分布受到透镜的位相调制后变为(,)L U x y '： (,)(,)exp[(,)]L L U x y U x y j x y ?'= (1) 若对于任意一点（x ，y ）透镜的厚度为(,)D x y ，透镜的中心厚度为0D 。光线由该点通过透镜时在透镜中的距离为(,)D x y ，空气空的距离为0(,)D D x y -，透镜折射率为n ，则该点的位相延迟因子(,)t x y 为： 0(,)exp()exp[(1)(,)]t x y jkD jk n D x y =- (2) 由此可见只要知道透镜的厚度函数(,)D x y 就可得出其相位调制。在球面镜傍轴区域，用抛物面近似球面，并引入焦距f ，有： 22012 111(,)()()2D x y D x y R R =-+- (3) 12 111(1)()n f R R =-- (4) 220(,)exp()exp[()]2k t x y jknD j x y f =-+ (5) 第一项位相因子0exp()jknD 仅表示入射光波的常量位相延迟，不影响位相的空间分布，即波面形状，所以在运算过程中可以略去。当考虑透镜孔径后，有： 22(,)exp[()](,)2k t x y j x y p x y f =-+ (6)