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利用线阵CCD测量物体的振动实验
图5.3衍射光相对强度与超声波功率的相对声光调制曲线
4、定布喇格衍射下的最大衍射效率。
I0=8.46,I1=7.52(以上两个光强均为在微机型声光实验仪上所测的相对光强,示波器型类同) 则最大衍射效率?B?I17.52=×100%≈88.9% I08.46其中,I0为未发生声光衍射时―0级光‖的强度,I1为发生声光衍射后―1级光‖的强度。
5、喇曼-纳斯衍射(光束垂直入射,两个1级光强度相等)下,测量衍射角θm并
与理论值比较。
+1级衍射光的中心距0级衍射光的中心的距离为:
光敏尺寸=(1655-970)×11?m=7.535mm D?1=光敏元数×
-1级衍射光的中心距0级衍射光的中心的距离为: 11?m=7.667mm D?1=(970-273)×
D?1?D?17.535?7.667??7.601mm, L=424.5mm, 22D7.601?0.0179 由于?1 比较小,则有?1?tg?1?1?L424.5则D1??0?0650?10?3理论值?1≈ sin?1?1????0.0180
?sVs/f03436/100.3
第五章 实验数据记录及处理
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6、在喇曼-纳斯衍射下,在声光器件的中心频率上测定1级衍射光的衍射效率,并与
布喇格衍射下的最大衍射效率比较。此时超声波功率固定在布喇格衍射最佳时的功率上。
I0=7.73,I1=1.90(以上两个光强均为在微机型声光实验仪上所测的相对光强,示波器型类同) 则最大衍射效率?R?1.90I1?100%?24.6% =
7.73I0结论:综上比较?B???R,即布喇格衍射效率远大于喇曼-纳斯衍射效率,从理论上也可以得出此结论,原理部分也已经介绍了,布喇格衍射效率可以达到100%,而喇曼-纳斯衍射最大衍射效率仅为34%,所以实用的声光器件一般都采用布喇格衍射。
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第六章 结束语
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第六章 结束语
本人根据课题要求阅读了国内外大量的科技文献,进行了调研,在此基础上提出了基于声光效应和线阵CCD的测试仪的设计。现对所做工作进行总结: (1) 首先介绍了本课题的背景和意义以及国内外研究现状和发展趋势,接着详细介绍了测试系统的设计和硬件与软件的实现,最后给出了实验数据。
(2) 在深入了解了声光效应和线阵CCD的基本原理的基础上,给出了整体系统的设计思想和方案。包括:光学系统、图像采集模块、数据传输模块和数据处理模块 。 (3) 从系统的硬件设计方案出发,分别对光源、图像采集、模数转换、单片机控制设计四个模块所使用的器件进行了介绍、分析、选择。
(4) 在硬件电路的基础上编写软件程序,驱动硬件电路正常工作。 (5)给出实验数据并对结果进行了分析处理。
本文设计的声光效应线阵CCD测试仪虽然能够满足测试要求,但是为了得到更精确的实验结果,该系统还可以作以下改进:
(1) 在线阵藕合器件的选择上,可以选用像素少,价格低的CCD器件,降低系统成本。本文选用的CCD器件是采集数据常用的器件,价格较高,但对改进系统的其他功能较为实用。
(2)通过改用采样频率高的模数转换器件,可以提高测试精度。
(3)与PC机通讯时采用的是串口传输,速度慢、效率低。如果使用并口传输则接线繁琐,现在常用的是USB接口传输,方便实用,因此可以对数据传输模块作进一步的改进。
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