光源宽度对光栅分辨本领的影响

光栅的分辨本领定义为其中λ是所考虑波长,δλ是λ附近刚能分辨的两谱线的波长差。一般光学教材都给出了理想点光源或线光源(宽度为零)情况下光栅的理想分辨本领的公式 R=mN(2)其中m是干涉主最大级次,N是光栅刻痕总数。但实用中光源总有一定的宽度,这时光栅的实际分辨本领R'要比R有所下降。探讨R'与R的关系是—个有实际意义的课题。文献[1]中对此给出了公式其中W是所用缝光源宽度,f是准直透镜 L0的焦距(参见图1),D是光栅G的资用长度(设L0的透光孔径能复盖住整个光栅,否则只需把D换成L0透光孔径即可),θ为衍射角。此式当W→0时会导致…     

一种用光栅测定光波波长的方法——最小偏向角法

本文介绍了一种用光栅测定光波波长的方法——最小偏向角法。此法可以作为光栅实验教学的选作内容。一、前言在教学实验中,用光栅测光波波长,一般都从下式出发:dsinφ=mλm=0,±1,±2……式中d为光栅常数,φ为第m级谱线的衍射角λ为入射光波长。条件是平行光垂直入射到光栅上。实验是在分光计上进行的。要使实验满足垂直入射的条件,可以利用光栅平面(刻痕所在的平面)作为反射面来进行调整。     

大口径非球面元件磁流变加工稳定性研究

重点分析了非球面元件磁流变加工的动态稳定性影响因素。设计了非球面元件的自动装调定位系统,提高了装调精度。采用一种拟合光栅式加工的新方法来验证其效果,通过测量元件表面形成的直线沟壑深度、宽度波动比例来评价去除的动态稳定性。在400 mm×400 mm口径的方形非球面元件上进行面形收敛验证实验,波长λ为632.8 nm时,加工后的透射波前误差PV值达到0.331λ,低频透射波前梯度误差GRMS值达到了0.008λ/cm。     

光栅平动式光调制器结构参量的优化分析

提出的光栅平动式光调制器是一种基于微机电系统(MEMS)工艺的光调制器,利用其表面具有的变形部分(可动光栅)提供衍射光栅,通过控制可动光栅的位移实现光调制器的两种工作状态,即亮态和暗态。根据衍射理论和傅里叶光学对光栅平动式光调制器工作状态的光学特性进行了详细的理论分析和仿真。重点讨论了可动光栅占空比、长度L1、垂直光栅周期方向上边框长度、光栅栅条宽度、整个器件的光栅周期数等对光调制器工作性能的影响。结果表明,可动光栅与反射镜的距离为入射波长的一半时,调制器工作在暗态;而当可动光栅向反射镜方向下移入射波长的1/4时,光调制器工作在亮态;要达到最佳的衬比度,需满足可动光栅的栅条宽度为光栅周期的一半,L1应该为光栅周期的整数倍;在不满足L1为光栅周期d的整数倍时,可动光栅在垂直于光栅周期方向上的边框越小越好;光栅栅条越宽、光栅周期数越多,衬比度越高。     

垂直对称式平面光栅摄谱仪色散率公式的实验矫正及其在计算机寻找谱线时的应用

本文对垂直对称式平面光栅摄谱仪的线色散率公式(dL/dλ=nf/αcosβ),通过实验矫正应为dL/dλ=2nf/α(cosβ+cosβ~(1/2))。矫正后的线色散率公式可直接用于汇编计算机自动寻找谱线位置的程序。而且程序简单,操作简便(仅输入两个波长值),欲找的谱线位置准确。     

用分光计和光栅作氢光谱实验

过去工科大学生作光栅实验多数是已知波长测光栅常数或已知光栅常数测波长,而对光谱与发光物质内部结构密切相关这一点强调不够.本实验改进后用光栅研究氢原子光谱规律性,使工科学生认识到光谱与原子内部结构有直接关系,领会巴尔末、玻尔等科学家分析实验事实,解释实验事实的物理思想.这有益于培养创造型人才的. 所用仪器为普通的分光计、平面全息光栅(5973条(cm)、GPIOH氢灯、霓虹灯变压器、自耦调压变压器等. 根据巴尔末公式4、5……)(1)、也是里德伯公式之一上表中氢的里德伯常数的计算式为由上表中的四个Rh值得其平均值 RH= 1.097 …     

用迈克耳孙干涉仪精确测量谱线的微小波长差

用迈克耳孙干涉仪测量波长相差很小的二条光谱线的波长差△λ=λ2-λ_1时,由于干涉条纹出现周期性的模糊不清,不易确定干涉条纹最清楚或最不清楚的位置,因而△λ不易准确地确定下来,本文从干涉条纹明暗变化的总体特征出发,用拟合曲线,把干涉条纹相对强度的最大值(或最小值)的位置准确定下来,从而使△λ能精确地确     

光的非单色性对干涉仪测量相干长度的影响

本文指出,在定义光的相干长度时应对光场的谱线结构作明确的说明.用迈克尔逊干涉仪测量钠双线的波长差△λ和相干长度 L_ 时,采用公式 L_ =(λ_0~2)/(△λ)是不对的,正确公式应为 L_ =(λ_0~2)/(2△λ)。     

钠光谱实验中精确确定谱项值和有效主量子数的计算机程序

在“近代物理实验”的“钠原子光谱”实验中通常要求学生通过测量钠光谱线的波长,求出各光谱项值有效主量子数和绘出能级图。这一实验的原理的关键在于:同一线系各相邻谱线的波数差△v等于相应辐射跃迁的两个能级的谱项值之差,即△v=T_n~*-T_(n~* 1)。在这里△v是由实验测定得到的已知值,而谱项T_n~*和T_(n~* 1)可借助于黎德堡插值表来确定。在一般情况下,我们不能由一个差值来同时确定减数和被减数二个量。但在这个实验     

该测哪些牛顿环

由牛顿环测透镜曲率半径R的公式是 R=(D_m~2-D_n~2)/(4(m-n)λ) (1) 式中m、n是环的表观序数,m>n,D_m、D_n是环径,λ是光源的波长。测牛顿环时该测哪些环呢?国内教材的一些说法是:有人研究过从哪一级环开始测量比较合理的问题,得出的结论是“要根据仪器条件决定”。一般认为,牛顿环中心附近的环宽度变化很大,不易测准。现在从误差分析来解决这个问题,以便使结论更科学、更合理。由(1)式 |ΔR|≤(D_m|ΔD_m|+D_n|ΔD_n|)/(2(m-n)λ)≤2r_m|△r_m|+2r_n|△r_n|/(m-n)λ即 |ΔR|≤(2(r_m|Δr_m|+r_n|Δr_n|))/((m-n)λ) (2) 牛顿环的光强度分布为 I=4I_0sin~2((πr~2)/(Rλ)) (3) 式中I_0为入射光的强度,r为牛顿环半径。I=0的r为暗环半径。取(3)中的I=0可得 r_k=(kRλ)~(1/2) k=0,1,2,3,…(4)     

双光栅光谱仪波长扫描机构精度分析

光栅光谱仪作为研究太阳辐射的重要设备之一,其波长扫描机构的精度很大程度上决定了最终测量结果的准确性。从光机系统的光栅参量误差和机械结构误差两方面入手,对丝杠摆杆波长扫描机构展开综合精度分析,依据凹面光栅色散原理,推导出波长λ与摆杆末端沿丝杠方向位移x,摆杆长度l,光栅常数g和入射光线与出射光线夹角半值δ之间的关系。再对等式求导,依据误差叠加原理,计算出在红外工作波段650 nm~2 400 nm范围内,其波长定标误差应不超过±1.227 nm。在实验样机上进行验证,以汞灯为光源拟合出误差与波长的关系曲线,并以氦氖激光器为光源加以验证。实验结果证明了理论计算的正确性,该分析方法为双光栅光谱仪零部件精度指标的确定提供了依据。     

全息光栅拼接系统中的像差补偿法

全息光栅拼接参数需要用参考干涉条纹来检测。系统像差会造成干涉条纹扭曲,产生光栅拼接误差。为补偿像差造成的光栅拼接误差,对像差与干涉条纹扭曲量之间的理论关系进行了研究,利用计算机模拟了参考干涉条纹图像,并将光栅拼接误差预调制到参考干涉条纹图像中。为验证该方法的有效性,在曝光系统像差峰-峰值为0.72λ的情况下进行了光栅拼接实验,在光栅拼缝处像差造成-1级衍射波面最大突变量为0.36λ。利用预制参考干涉条纹图像作为拼接参考时,其最大突变量为0.097λ。实验结果表明,在曝光系统像差较大的情况下,干涉条纹预制法能够有效地控制光栅拼接误差。     

MgB2超导薄膜的微波测量

报道了利用蓝宝石介质谐振器技术测量MgB2超导薄膜的微波表面电阻Rs、OK时的穿透深度λ(O)和超导能隙△(O)．λ(O)和△(O)的值是通过先测量样品穿透深度λ(T)的变化量△λ(T)，然后由BCS理论模型拟合△λ（T)的实验数据得到的．测试样品是利用化学气相沉积技术在MgO(111)基片上制备的c轴织构的MgB2超导薄膜，薄膜的超导转变温度和转变宽度分别为38K和0．1K．微波测试结果表明在10K，18GHz下MgB2薄膜的Rs约为100μΩ，可以和高质量的YBCO薄膜的Rs值相比拟；BCS理论拟合得到的MgB2超导薄膜的λ(0)=102nm，△(0)：1．13kTc．     

问与答

<正> 问:光学仪器的象质与光学零件加工过程中哪些工艺因素有关? 如何解决? 答:影响光学仪器成象质量的因素很多,光学设计的不合理、光学材料不合格、光学零件加工精度以及最后的装配校正质量等都会影响象质。这里仅以光学零件在加工过程中工艺因素的影响及克服方法作一介绍。1.零件在抛光后,N和△N超差,特别是△N超差带来较大象散,△N所引起的光程差小,整个系统成象光程差不超过λ/4时,不     

超高密度（10~5l／mm）软X射线透射式闪耀光栅的新设想

首次提出了用磁控溅射方法制备光栅常数ｄ在１０ｎｍ量级的透射式闪耀光栅的新方法的设想，并以基于层间界面全反射的透射式闪耀光栅为模型讨论了该光栅的性能。给出了两个在“水窗口”波段的设计实例，理论计算结果：角色散率为５．７°／ｎｍ；λ／△λ≈１０４。另一个有益的结果是作者发现ＬｉＦ、ＬｉＢＯ２等锂化物在“水窗口”波段有很高的透过率，这在应用上很有意义。     

豚鼠对窄带噪声的音调辨别

窄带噪声的调频也和纯音调频一样,能诱发豚鼠的皮层慢反应。反应的阈值(最小调频深度)即可作为对窄带噪声的音调辨别阈(△f)。豚鼠的△f与噪声通带的宽度B及中心频率f有关,△f与B的关系可表达为△f=AB~n。式中A为B=1Hz时的△f值,它与纯音的△f相近并随f而变;在f为1kHz及4kHz时n近似地为1/3。当f在125—8000Hz范围内、B/f比值不变时,△f/f基本上为一常数。这是在频率辨别研究领域内Weber定律的很好示例。△f-f-B三者的总关系在豚鼠可简单地用经验式△f=0.1f~(2/3)B~(1/3)表达。用此式算得的△f值与实验结果相当接近。     

Origin作图定量研究原子光谱——以分光计实验中的光栅为例

用分光计做工具,用透射光栅做色散器件,先后用He灯和Hg灯做光源,来观测它们的衍射光谱。基于He灯衍射谱线的标准波长λ和实验测得的衍射角θ,通过Origin软件科学作图得到了光谱定标曲线,求得光栅常量d为3 307 nm,一级衍射下的光栅方程为3307sinθ=λ。再基于此方程以及实验得到的Hg灯各谱线的衍射角数值,计算出Hg灯黄1、黄2、绿、蓝、紫、暗紫等六条主要谱线的波长分别是579.06、576.08、546.65、492.74、435.53和404.78 nm,这些波长与Hg灯特征光谱的标定值相比,百分差均在3‰以下。用Origin作图来处理数据,能得到科学严谨的结果,并能更好反映实验的物理本质,值得推广应用。     

计算机辅助测量放射性元素的半衰期

放射射线的半衰期是放射性核素的重要特征。精确的实验证明,在时间间隔为t到t+△t内,放射性核素衰变的数目△N是和△t及在该时刻尚未衰变的总核数N成正比的,△N∝N△t,如果写成等式可写为:(dN)/(dt)=-λN,其中λ为衰变常数。每一种放射     

演示电表电流档的改进

文[1]指出,演示大型电表电流档的超差比其它档严重。文[1]分析了误差形成的原因,得到: (△I_(ci))/I=(1/R)△R 式中I_(ci)是表头通过的电流,I是被测的电流,R为扩大量程并接的电阻。在大电流档,如5A档,R=0.02Ω,△R是接触电阻的变化值,量级为0.001Ω,因此,△R引起了△I_(ci)的严重超差。     

SiH4激光等离子体内H谱线的线型研究

本工作利用光学多道分析仪(OMA Ⅲ)测量了脉冲TEA CO₂激光诱发的SiH₄等离子体内H Balmer系的H_α,H_σ和H_γ线的线型。结果表明,三条谱线的FWHM(半值全宽度)随跃迁上能级的主量子数的增加而增加,即△λ_1/2(H_α)<△λ_1/2(H_β)<△λ_1/2(H_γ)。通过对等离子体内各类加宽机制的讨论,得出等离子体内谱线的主要加宽机制为Stark加宽。由H_α线的实验线型与Stark加宽理论线型的拟合,得到等离子体的两个重要参量,平均电子密度N≈10¹⁷cm^-3,电子温度T≈40 000K。由H_β线的时间分辨测量得到等离子体的电子密度随时间的演变曲线。 关键词：