本文提出了基于橫向莫爾條紋的自準(zhǔn)直測角方法,用遮光原理分析了莫爾條紋的位移放大作用.并基于該方法搭建了原理光路,得到的莫爾條紋信號穩(wěn)定且能夠滿足測量需求.在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)進行了定量標(biāo)定,簡化了數(shù)據(jù)處理步驟,實現(xiàn)了動態(tài)測量,系統(tǒng)分辨率達到10″,進一步明確將該方法應(yīng)用到自準(zhǔn)直儀中可以有效提高儀器分辨率. 

【文章來源】：大學(xué)物理. 2020,39(05)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

自準(zhǔn)直測角法原理圖[3]

如圖2所示,光柵透光部分的交點形成的連線由于透光面積大形成亮紋,而透光部分與遮光部分交點的連線上由于光線相互遮擋形成暗紋.可以看出兩光柵透光部分的交點由柵線的序數(shù)(a, b)確定,其中a與b是任意整數(shù)且滿足[7]k=a-b (2)

實驗中,我們按照圖3搭建了一個模擬實際使用環(huán)境的光路. 其中光源采用的是功率為4 mW,波長為650 nm的半導(dǎo)體激光器,實際光路中通過偏振片調(diào)整光強的大小. 標(biāo)尺光柵和指示光柵的線密度均為50 線/mm(光柵常量dm= 20 μm),且均被放置在準(zhǔn)直物鏡(即凸透鏡)的焦平面上. 凸透鏡的焦距f = 200 mm,視場角為10 °. 平行光照射狹縫后,產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)象,此時狹縫相當(dāng)于一個線光源,平行光經(jīng)狹縫轉(zhuǎn)化為發(fā)散光. 對于具有多個狹縫的光柵,在平行光照射下,每條狹縫都產(chǎn)生相應(yīng)的衍射現(xiàn)象,各個狹縫相互疊加,相當(dāng)于此時光柵上存在一個面光源. 由于我們在實驗中選用的激光束直徑較小,激光束通過光柵可視為一個點光源. 光電接收裝置采用LM601S CCD 光強分布測量儀,該光強儀所用的是線陣CCD. 該CCD光敏元數(shù)為2700位,光敏元中心距為11 μm,光敏元線陣有效長度為29.7mm,且光柵條紋為豎直時,其測量的是水平方向的光強分布,能夠滿足實驗測量需求. 受實驗條件限制,實際實驗中平面鏡被放置在分光儀平臺上,通過對分光儀平臺的讀數(shù),可以測出平面鏡旋轉(zhuǎn)的角度(精度為1 ′),用以驗證實驗結(jié)果.2.2 實驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)獲取

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于莫爾條紋的波干涉演示儀器的研究[J]. 韓修林,唐義甲,丁智勇.  大學(xué)物理實驗. 2018(02)
[2]CCD在自準(zhǔn)直儀中用于莫爾條紋成像研究[J]. 劉鵬,高立民,趙素文.  光子學(xué)報. 2010(03)
[3]縱向莫爾條紋在自準(zhǔn)直儀中的應(yīng)用[J]. 吳文明,高立民,吳易明,吳璀罡.  光子學(xué)報. 2008(12)
[4]基于莫爾條紋的自準(zhǔn)直測角技術(shù)[J]. 蔡盛,喬彥峰.  測試技術(shù)學(xué)報. 2007(06)
[5]成像式光柵自準(zhǔn)直測角方法研究[J]. 張繼友,范天泉,曹學(xué)東.  光電工程. 2006(11)
[6]光電自準(zhǔn)直儀研究現(xiàn)狀與展望[J]. 張繼友,范天泉,曹學(xué)東.  計量技術(shù). 2004(07)
[7]莫爾條紋的光學(xué)原理[J]. 黃維實,曹向群.  儀器制造. 1979(06)

博士論文
[1]CCD細(xì)分技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 楊博雄.中國地震局地球物理研究所 2005



本文編號：3264591