典型光学系统试验
光学平台26项实验
光学平台26项实验一、自准法测凸透镜焦距按图所示将磁力座靠紧平台钢尺，摆好实验装置，白炽灯源照亮小孔光栏透过小孔的光束照射到反射镜上，在小孔与反射镜之间放入待测透镜，然后沿钢尺移动透镜，在小孔板接近小孔的地方看到清晰的小孔像，此时透镜到小孔屏之间的距离即为透镜的焦距，（可从尺上直接读取）。
图1.白炽灯2.小孔光栏3.凸透镜4.二维调整架5.反射镜6.二维反射镜调整架7.二维平移台8.三维平移台9.一维平移台二、两次成像法测凸透镜焦距实物经正的薄透镜成一实像，物和像之间的距离必须不小于透镜到四倍焦距。
当满足此条件时，在物和屏之间透镜可两个位置，但其在位置A 处时，屏上出现放大的三孔屏的像，当透镜在B 位置时屏上将出现缩小的像。
调整好光路，使物屏和黑白屏间的距离大于四倍的焦距。
放入待测透镜先找到靠近物屏处的放大的实像，记下物屏到黑白屏之间的距离D 及放大像时透镜的位置。
然后移动透镜直到出现清晰的缩小的实像，记下此时透镜的位置量出AB 间距离d 由公式Dd D f 422-= 即可求出透镜的焦距。
图1.白炽灯源2.物屏（三孔屏）3.凸透镜4.二维透镜夹5.黑白屏6.一维座7.二维座三、凹透镜焦距的测定按自准法调出白炽灯平行光，即在较远处看到一灯丝的像，此时接近平行光，将凸透镜2作为辅助透镜（焦距F1位已知），与待测凹透镜3贴在一起合成组合透镜（可以认为两镜间的距离为0）这样可以把组合透镜看成一薄凸透镜，在屏上可得一实像此实像位置即为组合透镜的焦距面F2，测出组合透镜的焦距f 实际上是凹透镜3的像距，其物距为凸透镜的焦距f1（已知）。
由物像关系公式：'21'1'11f f f =- 因此'1'1''2'ff f f f -=即可求出凹透镜的焦距。
图1.白炽灯源2.凸透镜3.凹透镜4.二维透镜夹5.黑白屏6.一维座7.三维座四、由物像关系放大率侧目镜焦距按图调整好光路，在测微目镜中能清楚地看到微尺的像，并测量微尺像的高度，以微尺高度为物高，像高/物高=像距/物距，测出物距，根据上式即可求出目镜的焦距。
远红外望远镜干涉试验：光学调整系统
远红外望远镜干涉试验：光学调整系统摘要：我们开发了一个气球携带的，天文的远红外干涉仪望远镜实验（FITE），这是一个斐索型双光束干涉仪，包括两个离轴抛物面反射镜。
因此，建立一个方法是很重要的，通过它，两个光束可以同时调整，传统的哈特曼测试最初被使用；然而，它有两个缺点，一：我们不能够同时测量两个光束，二：它是耗时的。
我们开发了一种新的光学调整系统可以同时测量和评估两个光束通过使用哈特曼波前传感器。
在第一阶段：波前传感器的视场适于40厘米（光束直径）的全光束，并且反射镜的表面精度和镜对准被测量并调整为一个光束。
两光束的调整后，焦点重合在远红外传感器系统通过扩展波前传感器的视场以便使它包含两束光。
使用这种新的方法，我们可以实现对会聚光束的实时测量和分析，并且还可以实现单、双光束模式之间快速切换。
我们通过进行实验室测试证明这种新的调整方法;我而们还专门为远红外干涉仪望远镜试验设计一种新的光学调节系统。
为了制造该系统，我们需要一个大而精确的、R=300mm和D=300mm的球面反射镜作为基准镜，来使用波前传感器同时校准的两束光束。
为了两个光束的准直，我们还制造一个F /1透镜，一个Keplarian扩束器和光束的交换系统。
我们将很快组装这种光学调节系统，并将其应用到远红外干涉仪望远镜试验干涉仪系统的光学调整。
关键词：光学设备制造，光学干涉一、介绍A.远红外天文在星际空间，有许多漂浮的固体颗粒物（粉尘）吸收来自星星辐射的电磁波，而它们也根据它们的温度发出红外辐射，尘埃被认为是一种来源于如地球一样的岩石行星的材料。
因此，观察来源于尘埃的红外热辐射以及研究它们的密度分布是很重要的。
要在这一方案中做到这一点，我们需要实现约1角秒的空间分辨率。
这一方案中像我们的太阳系一样,系外行星系统的形成过程也是连续的。
原则上来说，一个望远镜的空间分辨率被衍射极限限制。
由圆形光圈望远镜获得的衍射极限的空间分辨率是其中是波长，D是望远镜的直径。
用zemax设计光学显微镜_光学系统设计实验报告
课 程 设 计20011 年 06 月 25日设计题目 学 号专业班级 指导教师学生姓名 测量显微镜光学系统设计实验报告光学显微镜设计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1103.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物镜（未缩放）物镜ray 物镜点列图物镜参数物镜各窗口目镜镜片参数目镜2D光路（未缩放）物镜各参数物镜加理想透镜优化物镜加理想透镜优化（ray）物镜加理想透镜优化（spt）显微镜显微镜光路及总体长度显微镜各参数显微镜加理想透镜，光线会聚（layout）显微镜加理想透镜（ray）显微镜加理想透镜（spt）显微镜加理想透镜（参数情况）总的来说这次实验，还是还是比较成功的。
物理光学实验讲义
实验一薄透镜成像及其焦距的测量一、实验目的1、通过实验进一步理解透镜的成像规律。
2、掌握测量透镜焦距的几种方法。
3、掌握和理解光学系统共轴调节的方法。
二、实验原理1、薄透镜成像原理及其成像公式将玻璃等一些透明的物质磨成薄片，其表面都是球面或有一面为平面的就成了透镜，有中央厚、边缘薄的凸透镜和边缘厚、中央薄的凹透镜两大类。
称连接透镜两球面曲率中心的直线叫做透镜的主光轴，透镜两表面在其主轴上的间距叫透镜厚度。
厚度与球面的曲率半径相比可以忽略不计的透镜称为薄透镜。
薄透镜两球面的曲率中心几乎重合为一点，这个点叫做透镜的光心。
实验中透镜两边媒质皆为空气。
凸透镜亦称为会聚透镜，凹透镜亦称为发散透镜。
如图1所示，平行于凸透镜主光轴的一束光入射凸透镜，折射后会聚于主光轴上，会聚的光线与主光轴的交点即为凸透镜的焦点，焦点到光心的距离为焦距。
如图2所示，平行于凹透镜主光轴的一束光入射凹透镜折射后成为发散光，发散光线的反向延长线与主光轴的交点即为凹透镜的焦点，与凹透镜光心的距离为焦距。
在近轴光线条件下，薄透镜的成像公式为：式中为物距，为像距为焦距，对于凸透镜、凹透镜而言，恒为正值，像为实像时为正，像为虚像时为负，对于凸透镜恒为正，凹透镜恒为负。
2、测量凸透镜焦距的原理（1）自准法位于凸透镜焦平面上的物体上（实验中用一个圆内三个圆心角为的扇形）各点发出的光线，经透镜折射后成为平行光束（包括不同方向的平行光），由平面镜反射回去仍为平行光束，经透镜会聚必成一个倒立等大的实像于原焦平面上，这时像的中心与透镜光心的距离就是焦距（如图3）。
（2）共轭法（位移法）由图4可见，物屏和像屏距离为（），凸透镜在、两个位置分别在像屏上成放大和缩小的像，由凸透镜成像公式可得：成放大的像时，有成缩小的像时，有又由于可得3、测量凹透镜焦距的原理（1）自准法通常凹透镜所成的是虚像，像屏接收不到，只有与凸透镜组合起来才可能成实像。
凹透镜的发散作用同凸透镜的会聚特性结合得好时，屏上才会出现清晰的像，如图5所示。
大学物理仿真实验傅里叶光学
⼤学物理仿真实验傅⾥叶光学⼤学物理仿真实验——傅⾥叶光学实验实验报告姓名：班级：学号：实验名称傅⾥叶光学实验⼀、实验⽬的1．学会利⽤光学元件观察傅⽴叶光学现象。
2．掌握傅⽴叶光学变换的原理，加深对傅⽴叶光学中的⼀些基本概念和基本理论的理解，如空间频率、空间频谱、空间滤波和卷积等。
⼆、实验所⽤仪器及使⽤⽅法防震实验台，He-Ne激光器，扩束系统（包括显微物镜，针孔（30µm），⽔平移动调整器)，全反射镜，透镜及架（f=+150mm，f=+100mm），50线/mm光栅滤波器，⽩屏三、实验原理平⾯波Ee(x,y)⼊射到p平⾯（透过率为）在p平⾯后Z=0处的光场分布为：E(x,y)= Ee(x,y)图根据惠更斯原理（Huygens’ Principle）,在p平⾯后任意⼀个平⾯p’处光场的分布可看成p平⾯上每⼀个点发出的球⾯波的组合，也就是基尔霍夫衍射积分（Kirchhoff’s diffraction integral）。
(1)这⾥：＝球⾯波波长；n＝p平⾯（x,y）的法线⽮量；K＝（波数）是位相和振幅因⼦；cos(n,r)是倾斜因⼦；在⼀般的观察成像系统中，cos(n,r)1。
r=Z+，分母项中r z；（1）式可⽤菲涅尔衍射积分表⽰：（菲涅尔近似 Fresnel approximation）(2)当z更⼤时，即z>>时，公式（2）进⼀步简化为夫琅和费衍射积分：（Fraunhofer Approximation）这⾥：位相弯曲因⼦。
如果⽤空间频率做为新的坐标有：，若傅⽴叶变换为(4)(3)式的傅⽴叶变换表⽰如下：E(x’,y’,z)＝F[E(x,y)]＝c图2 空间频率和光线衍射⾓的关系tg＝＝，tg＝＝＝，＝可见空间频率越⾼对应的衍射⾓也越⼤，当z越⼤时，衍射频谱也展的越宽；由于感光⽚和⼈眼等都只能记录光的强度（也叫做功率谱），所以位相弯曲因⼦(5)理论上可以证明，如果在焦距为f的汇聚透镜的前焦⾯上放⼀振幅透过率为g(x,y)的图象作为物，并⽤波长为的单⾊平⾯波垂直照明图象，则在透镜后焦⾯上的复振幅分布就是g(x,y)的傅⽴叶变换，其中空间频率，与坐标，的关系为：，。
光学系统的光学传递函数OTF测定方法理论(实验)研究---终稿
本科毕业设计(论文)光学系统的光学传递函数OT Ｆ测定方法理论（实验)研究学 院_ 物理与光电工程学院__专 业_____ 光信息科学与技术_(光电显示与识别技术方向）年级班别_＿__＿_＿_2010级(２)班__学 号__＿＿＿____３１1００0894５＿__＿__学生姓名＿__＿_______林清贤__＿指导教师＿________＿_雷 亮＿___2014 年 4 月 28 日摘要光学传递函数是定量描述成像性能的完备函数。
但是对于实际的光电成像器件(如CCD器件)，通过解析法建立这一函数的表达式又是非常困难的,因此光学传递函数的实测技术就显得尤为重要。
光学传递函数是一个客观的、准确的、定量的像质评价指标,并且其能够直接方便的测量，因此已经广泛应用于光学设计、加工、检测和信息处理中。
本文主要介绍了光学传递函数的性质及其测量原理分析，并对固有频率目标法和狭缝扫描法进行了实验研究。
我们采用光学显微镜作为待测量光学传递函数的光学系统,通过改变显微镜的放大倍数,比较分析放大倍数对调制传递函数(MTF)测量的影响,并比较两种测量方法的优劣。
实数傅立叶变换是整个实验中需要透彻理解和运用的数学概念,在此基础上理解离散傅立叶级数与MTF定义的理论依据，并由此建立数学模型。
由本文建立的理论模型出发,结合实验所测得的数据，最后得到了基本可靠的实验结果。
本文最终给出两种测量法对应的ｍaｔlaｂ程序、数值测量结果、实验测得的可靠的MTF实验结果撰写毕业论文主要内容。
关键字: 光学传递函数，傅立叶变换，固有频率目标法，狭缝扫描法ＡbstrａctＴｈe oｐtｉcal transfeｒｆｕncｔion is quaｎｔitativｅｌy describe thｅｉmａg ｉng ｐeｒfoｒmance of ｔhe cｏmｐleｔe funcｔiｏn.But for thｅactuａl ｐhｏtoｅl ｅctric ｉmagingｄeviceｓ（such asＣＣD ｄｅvｉce）, ｔｈrough tｈe anａlytic ｍethodｔo ｅstablisｈthe fuｎction oｆeｘprｅssion is ｖery difficult.Thｅｒefore the measｕｒement technique of opticａｌtransferｆunｃtion is paｒｔｉｃularl ｙｉmｐｏrtant.Opticaｌtrａｎsfer ｆuncｔion is ａn obｊｅｃｔｉve, acｃuｒate aｎd ｑuanｔｉｔatｉvｅimａge quality evalｕａtｉoｎiｎdex，aｎｄｉｔcａn dｉrｅctly ａndｃonvenｉenｔmeａsuｒemｅnt，therｅfｏｒｅｈaｓbｅen widelｙapplied oｐtｉcs desｉgn, ｐrｏceｓsiｎg, ｔesting and ｉnformａtｉon pｒoｃｅssing.This ｐａpeｒmａｉｎly inｔｒodｕcｅｓtｈe propertieｓof thｅoｐticａlｔranｓfer funcｔioｎand ｉｔs meａsｕrinｇprinciplｅ, andｔhe iｎhｅreｎt fｒequeｎcｙtarget anｄslｉt ｓcaｎmethod has ｃarｒied on the ｅxperｉmentaｌstudy.We us ｅoptical micrｏscope asｆｏr measｕrｉng optｉcaｌtranｓｆer fｕnctiｏn ｏf opti ｃaｌｓystem，ｔhrouｇh ｃhaｎging the magｎifiｃatioｎoｆthe micｒoscopｅ, coｍｐａrative aｎalyｓｉｓof magｎifiｃaｔion ｏｆmｏdｕlａtｉon transfeｒfunction (ＭTF）meaｓurｅment, thｅｉnflｕｅnce of thｅmｅｒｉts oｆtｈe two ｍｅasuringｍethｏds aｒe cｏmpared.Reａl Fouｒiｅr tranｓform is the need to thｏrｏughly unｄerstand and appｌy iｎthe expeｒimeｎt of ｍatheｍatical coｎcepts, oｎthｅbasｉs of the understａnding ｏｆdiscretｅＦoｕｒieｒsｅrｉes anｄth ｅtheorｅｔical basiｓof tｈe defｉnitｉon of MTＦ,ａｎd thus to ｅsｔaｂｌｉsh mathematiｃal modｅl.Ｓｅt up byｔhis ａrｔicle oｎthｅtheorｙｍodel, cｏmbｉneｄwｉｔh the ｄａｔa measｕｒｅd iｎlaboratｏｒy, ｔhe fundａmental and ｒeｌiａｂlｅexpｅriｍent reｓultｓａre obtaiｎed.Ｆinally，thｅpａｐｅｒpropｏses two ｋiｎds of measurement meｔhod of the corresｐonding ｍatlab proｇram,ｔhｅｒeｓults of nｕmerｉcａl mｅaｓuremｅnt anｄrｅｌiaｂlｅexperimeｎｔal mｅasurｅd MTＦexｐerimｅntal ｒesｕｌts ｏf writiｎｇgraduatｉon thesｉs ｍａin cｏｎteｎt．Keywords：Opｔiｃal tｒａｎsfer fuｎction，Ｆｏuｒieｒtrａnｓｆorm,Nat ｕral fｒequｅｎcy ｍethod; Sｌit scan ｍｅtｈoｄ目录第一章绪论 (1)1.1 光学传递函数简介1ﻩ1．2 光学传递函数的发展1ﻩ1.2.1 光学传递函数的发展历史 (1)1.2.2光学传递函数的发展现状和趋势 (2)1．3光学传递函数的测量意义3ﻩ１.4 本论文的主要内容4ﻩ第二章光学传递函数的基本理论5ﻩ2.1 光学成像系统的一般分析 (5)2.1.１透镜的成像性质5ﻩ２.1．2 光学成像系统的普遍模型 (8)2.1.3 两种类型的物体照明方式9ﻩ2.1.4 阿贝成像理论9ﻩ2．2光学传递函数的概念 ...................................................................................... 1０2.3光学传递函数的计算ﻩ１2２.3．1 以物像频谱为基础的计算ﻩ１22.3.2以点扩散函数为基础的计算 (13)2．3．3 线扩散函数与一维调制传递函数14ﻩ２.4 离散傅里叶级数与MTF定义的理论依据 ........................................................ １5第三章光学传递函数的测量原理分析 . (18)3.1光学传递函数的测量方法综述18ﻩ3.2 实验中的两种测量方法原理分析 (19)３.2.1 固有频率目标法 (19)３.2.2 狭缝扫描法 ................................................................ 错误!未定义书签。
光学实验主要仪器、光路调整与技巧
实验1光学实验主要仪器、光路调整与技巧引言不论光学系统如何复杂，精密，它们都是由一些通用性很强的光学元器件组成，因此掌握一些常用的光学元器件的结构和性能，特点和使用方法，对安排试验光路系统时正确的选择光学元器件，正确的使用光学元器件有重要的作用实验目的掌握光学专业基本元件的功能；调整光路，主要包括共轴调节、调平行光和针孔滤波。
基本原理(一)、光学实验仪器概述:主要含：激光光源，光学元件，观察屏或信息记录介质1. 激光光源;激光器即Laser(Light Amplification by stimulated emission of radiation)，原意是利用受激辐射实现光的放大．然而实际上的激光器,一般不是放大器,而是振荡器,即利用受激辐射实现光的振荡,或产生相干光。
.960年,梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器.现在被广泛用于各个行业激光的特性:(1)高度的相干性(2)光束按高斯分布激光器的分类:(1)气体激光器——He-Ne激光器,Ar离子激光器(2)液体激光器——染料激光器(3)固体激光器———半导体激光器,红宝石激光器本套实验方案的选择的激光器是气体型He-Ne内腔式激光器,波长为632.8nm的红光，功率2mW。
个别实验中还会用到白光点光源。
2、用于光学实验的元件一般包括：防震平台、分束镜、扩束镜、准直镜、反射镜、成像透镜、傅立叶变换透镜、多自由度微调器、可变光栏、观察屏等部件。
如果是全息实验还需要快门、干版架、自动曝光和显定影定时器、记录干版等。
（本实验方案中，扩束镜采用针孔空间滤波器，准直镜、成像透镜、傅立叶变换透镜均采用双凸透镜）⑴防震平台光学实验需要一个稳定的工作平台。
特别是对于全息图制作实验，由于是参考波和物光波干涉条纹的记录，如果在曝光过程中因为振动导致两光波有变化，就要影响干涉条纹的调制度。
通常要求该光波的振动变化小于十分之一波长。
影响稳定性的因素有震动、空气流和热变化等。
光学基础实验报告
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=ωωtan '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2L 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2L 是发散透镜的系统，称为伽利略望远镜。
对于开普勒望远镜，有M=ωωtan 'tan =-''21f f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1f >2f 。
对于伽利略望远镜，视⾓放⼤率为正值，成正像。
此外，由于光的衍射效应，制造望远镜时，还必须满⾜：M=d 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。
液晶光学实验
液晶光学实验摘要：一些有机材料在一定温度区间呈现液晶态，液晶处于液态和固态之间，液晶分子具有排列的平移和取向有序性，因此会有特殊的光学现象，如旋光效应等。
本实验主要了解液晶的光学特性，观察液晶盒对偏振光的影响，了解液晶的工作机理和工作条件，观察液晶的双稳现象。
测量液晶的扭曲角，测量液晶响应的时间及速度。
关键词：液晶，偏振，扭曲角，双稳现象一．引言液晶由于其独特的排列的平移和取向有序性，有特殊的光学现象。
利用这些独特的光学特性，液晶可以应用在许多方面，如用作显示屏等等。
为了对液晶的光学性质有一个初步的认识，本实验将对液晶的基本性质做一些探究。
二．实验原理1.液晶基本知识液晶的类型：一些有机材料在一定温度区间呈现液晶态，它处于液态和固态之间，液晶就是这样一种物质。
根据液晶分子排列的平移和取向有序性，可以将液晶划分为三大类：近晶相、向列相和胆甾相液晶。
液晶盒：液晶通常被封装在液晶盒中使用，液晶盒式由两个透明的玻璃片组成的，中间间隔约为10~100m。
在玻璃片内表面镀有透明的氧化铟锡透明导电薄膜作为电极，液晶从两玻璃片之间注入。
电极薄膜经过机械摩擦、镀膜、刻蚀等适当的方法，可以使液晶分子平行玻璃表面排列（沿面排列），或者垂直玻璃表面排列（垂面排列），或者成一定的倾斜角。
2.电控双折射对液晶施加电场使液晶的排列方向发生变化，由于液晶分子的排列方向发生变化，按照一定的偏振方向入射的光，将在液晶中发生双折射，这就是电控双折射效应。
液晶显示出光学各向异性，是由于它的细长分子结构，这种结构致使在分子的轴向和垂直于轴的方向上具有不同的物理性质。
在实验中，液晶盒位于两个正交的偏振片P、A之间，其透光轴方向如图1所示。
图1：电控双折射效应B1B2为液晶盒的前后玻璃基片，此处使用的是正性向列相液晶，液晶分子在B1B2上沿面排列，分子轴在起偏器P上的投影与F的透光轴成45°。
若不施加电场(如图1a所示)，假设有一束光自左方射入，由起偏器P产生的线偏振光在液晶分子层中传播后，有一部分光通过检偏器A。
光学和光子学 望远系统试验方法 第1部分：基本特性-最新国标
光学和光子学望远镜系统试验方法第 1 部分：基本特性1 范围本文件描述了望远镜系统角放大倍率、入瞳直径、出瞳直径和眼睛间隙（出瞳距离）、物方角视场、像方角视场、适合眼镜佩戴者的物方角视场、目镜出射光线准直度、像偏转和最小观测距离的试验方法。
本文件适用于单筒望远镜、双筒望远镜、瞄准望远镜和观测镜的制造。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T XXXXX光学和光子学望远镜系统通用术语和双筒望远镜、单筒望远镜、观测镜及瞄准望远镜术语（GB/T XXXXX—2024，ISO 14132-1：2015、ISO 14132-2：2015、ISO 14132-3：2021，MOD）3 术语和定义GB/T XXXXX中界定的术语和定义适用于本文件。
4 角放大倍率的试验方法4.1 总则根据GB/T XXXXX的规定，望远镜系统的角放大倍率Γ按公式（1）计算：Γ=tan w′tan w ≈w′w (1)式中：w、w′——分别是共轭光束的主光线在物方和像方与光轴形成的夹角。
角放大倍率的试验方法是对放置在试样物方的物体大小和该物体在像方形成的图像大小所对应的视场角的测量。
4.2 试验装置测量角放大倍率的试验装置如图1所示。
试验装置由一台带玻罗板的平行光管和一台具有刻度分划板或测微目镜的测量望远镜组成。
也可以采用能确保所需测量精度的任何其他角度试验装置。
对于物点需要设置在有限远处的试样，试验时，应调整玻罗板的轴向位置，以便在试样的指定位置形成玻罗板的像。
平行光管应配备一块透过率峰值应在波长约0.55µm处的绿色滤光片，以避免成像出现任何色差。
测量伽利略望远镜也应采用同样的试验装置。
标引序号说明：1——光源；4——漫射板；7——试样；2——聚光镜；5——玻罗板；8——测量望远镜3——滤光片；6——准直物镜；9——刻度分划板。
物理光学实验
物理光学实验物理光学实验是物理学和光学学科中的重要实验之一。
通过实验，我们可以深入了解光的性质和现象，并验证光的理论模型和规律。
下面将介绍几个常见的物理光学实验。
1. 干涉实验干涉实验是物理光学中最基础也是最经典的实验之一。
它通过将光束分成两束，再让它们发生干涉，从而观察干涉条纹的现象。
著名的杨氏双缝干涉实验就是干涉实验的典型例子。
这个实验展示了光的波动性质，以及波长和光程差对干涉条纹位置和强度的影响。
2. 衍射实验衍射实验是另一个重要的物理光学实验，可以用来探索光的波动性和衍射现象。
光通过一个狭缝或物体边缘时，会发生弯曲和分散，产生特定的衍射图案。
著名的菲涅耳衍射和菲涅耳直线光栅实验就是衍射实验的经典案例。
通过观察和测量衍射图案，可以研究光的传播规律和波动性质。
3. 偏振实验偏振实验是用来研究光的偏振性质的实验。
光经过偏振器后，只能沿着特定方向振动。
根据偏振光的传播方向和偏振器的角度，可以调节光的强度和偏振状态。
偏振实验可以用来研究偏振光的性质，如马吕斯定律和布菲尔定律。
它在光学通信、光学仪器等领域有重要应用。
4. 折射实验折射实验是用来研究光在不同介质中传播和折射现象的实验。
斯涅耳定律和折射率的测量就是折射实验的经典案例。
实验中，光经过界面时会发生折射，传播方向发生改变。
通过改变入射角度和介质折射率，可以观察和测量折射现象，并验证光的折射理论。
5. 散射实验散射实验用于研究光在物体表面或粒子中发生散射的现象。
散射实验可以用来研究散射的颜色、强度和角度分布等特性。
著名的雷利散射和光散射光谱实验就是散射实验的典型案例。
散射实验在大气物理学、颗粒物理学和光学成像等领域有广泛应用。
通过以上几个物理光学实验，我们可以深入了解光的性质和现象，探索光的规律和理论模型。
实验的结果和数据可以与理论预测进行比较，从而验证光学理论的准确性和可靠性。
物理光学实验不仅是物理学和光学学科的基础，也为科学研究和技术应用提供了重要支撑。
光学传递函数及像质评价实验
实验十一 光学传递函数测量及像质评价实验光学成像系统是信息（结构、灰度、色彩）传递系统，从物面到像面，输出图像的质量取决于光学系统的传递特性。
在频域中分析光学系统的成像质量时，可以把光学成像系统看成是一个低通空间滤波器，将输入信息分解成各种空间频率分量。
通过考察这些空间频率分量在通过系统的传递过程中丢失、衰减、相位移动等变化，也就是研究系统的空间频率传递特性即光学传递函数（OTF ，Optical Transfer Function ），来获取成像的空间频谱特性。
光学传递函数的性质主要体现在：它定量反映了光学系统的孔径、光谱成分以及像差大小所引起的综合效果；用它来讨论光学系统时，其可靠性依赖于光学系统对线性和空间不变性的满足程度；用它来分析讨论物像之间的关系时，不受试验物形式的限制；可以用各个不同方位的一维光学传递函数来分析处理光学系统，简化了二维处理；它可以根据设计结果进行计算，也能对已制成的光学系统进行测量。
可见，光学传递函数表征光学系统对物体或图像中不同频率的信息成分的传递特征，可用于光学系统成像质量的评价。
本实验利用非相干面光源、光栅、透镜、CCD （Charge-coupled Device ，电荷耦合元件）图像传感器、数据采集和处理系统，测出光学成像系统的光学传递函数曲线图，并对成像质量作出评价。
一、实验目的1．了解光学传递函数及其测量方法。
2．掌握传递函数测量和像质评价的近似方法。
3．熟悉抽样、平均和统计算法。
二、实验仪器面光源、凸透镜、CCD 图像传感器、数据采集及处理系统、计算机、导轨（滑块）、调节支座（支架）、干版架、可调节光阑。
三、实验原理1. 光学传递函数一个确定的物分布可看成许多个δ函数的线性组合，每个δ函数在像面上均有对应的脉冲响应。
如果是非相干照明，则物面上任意两个脉冲都是非相干的，它们的脉冲响应在像面上也是非相干叠加，也就是强度叠加。
假设非相干成像系统是强度的线性系统，成像空域不变，则该系统物像关系满足以下卷积积分：000000ˆˆˆˆˆˆ(,)(,)(,)(,)(,)i i i I i i g i i I i i I x y K I xy h x x y y dx dy K I x y h x y ∞∞-∞-∞=--=⊗⎰⎰（1）式中(,)g i i I x y 是物体000(,)I x y 理想像的强度分布，(,)i i i I x y 是物体000(,)I x y 通过衍射受限系统后成像的强度分布，(,)I i i h x y 是强度脉冲响应，为点物产生的像斑的强度分布。
光学基础实验实验报告
基础光学实验一、实验仪器从基础光学轨道系统，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、实验简介利用传感器扫描激光衍射斑点，可标度各个衍射单缝之间光强与距离变化的具体规律。
同样可采集干涉双缝或多缝的光强分布规律。
与理论值相对比，并比较干涉和衍射模式的异同。
理论基础衍射：当光通过单缝后发生衍射，光强极小（暗点）的衍射图案由下式给出asinθ=m' λ（m'=1,2,3,....）（1）其中a是狭缝宽度，θ为衍射角度，λ是光的波长。
下图所以为激光实际衍射图案，光强与位置关系可由计算机采集得到。
衍射θ角是指从单缝中心到第一级小，则数。
m'为衍射分布级双缝干涉：当光通过两个狭缝发生干涉，从中央最大值（亮点）到单侧某极大的角度由下式给出：dsinθ=mλ（m=1,2,3,....）（2）其中d是狭缝间距，θ为从中心到第m级最大的夹角，λ是光的波长，m为级数（0为中心最高，1为第一级的最大，2为第二级的最大...从中心向外计数）。
如下图所示，为双缝干涉的各级光强包络与狭缝的具体关系。
三、实验预备1.将单缝盘安装到光圈支架上，单缝盘可在光圈支架上旋转，将光圈支架的螺丝拧紧，使单缝盘在使用过程中不能转动。
要选择所需的狭缝，秩序旋转光栅片中所需的狭缝到单缝盘中心即可。
2、将采集数据的光传感器与转动传感器安装在光学轨道的另一侧，并调整方向。
3、将激光器只对准狭缝，主义光栅盘侧靠近激光器大约几厘米的距离，打开激光器（切勿直视激光）。
调整光栅盘与激光器。
4、自左向右和向上向下的调节激光束的位置，直至光束的中心通过狭缝，一旦这个位置确定，请勿在实验过程中调整激光束。
5、初始光传感器增益开关为×10，根据光强适时调整。
并根据右图正确讲转动传感器及光传感器接入科学工作室500.6、打开datastudio软件，并设置文件名。
四、实验内容 a、单缝衍射1、旋转单缝光栅，使激光光束通过设置为0.16毫米的单缝。
光学和光子学 望远镜系统试验方法 第2部分：双目望远镜-最新国标
光学和光子学望远镜系统试验方法第 2 部分：双目望远镜1 范围本文件描述了双目望远镜的双光轴不平行度、出瞳中心距、倍率差和聚焦差的试验方法。
本文件适用于望远系统的双目望远镜的制造。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T XXXXX 光学和光子学望远镜系统通用术语和双筒望远镜、单筒望远镜、观测镜及瞄准望远镜术语（GB/T XXXXX—2024，ISO 14132-1：2015、ISO 14132-2：2015、ISO 14132-3：2021，MOD）GB/T XXXXX.1—2024 光学和光子学仪器望远镜系统试验方法第1部分：基本特性（GB/T XXXXX.1—2024，ISO 14490-1：2005，MOD）3 术语和定义GB/T XXXXX界定的术语和定义适用于本文件。
4 双光轴平行度的试验方法总则双目望远镜的两光轴应平行，通过其观察时确保正常双眼视觉。
望远镜光轴平行度的可接受程度，取决于人眼的生理特性。
双光轴平行度的测量，应在以下瞳距处进行：——60 mm；——65 mm；——70 mm。
试验装置4.2.1 测量双光轴平行度的试验装置如图1所示。
注：图1中序号1～序号6构成平行光管。
4.2.2 平行光管和测量望远镜的光轴应平行，其偏差应不大于20″。
如果平行光管透镜口径大于160mm，则允许双目望远镜共用一台平行光管。
标引序号说明：1——光源； 6——准直物镜；2——聚光镜； 7——偏差为“发散”的试样；3——滤光片； 8——测量望远镜4——漫射板； 9——十字刻度尺5——十字刻线；图1 测量双光轴平行度的试验装置4.2.3 测量目标的十字刻线，应放置在准直物镜的焦平面上。
4.2.4 测量望远镜的焦平面应配置十字刻度尺（图1中的9）。
光学平台26项实验
光学平台26项实验一、自准法测凸透镜焦距按图所示将磁力座靠紧平台钢尺，摆好实验装置，白炽灯源照亮小孔光栏透过小孔的光束照射到反射镜上，在小孔与反射镜之间放入待测透镜，然后沿钢尺移动透镜，在小孔板接近小孔的地方看到清晰的小孔像，此时透镜到小孔屏之间的距离即为透镜的焦距，（可从尺上直接读取）。
图1.白炽灯2.小孔光栏3.凸透镜4.二维调整架5.反射镜6.二维反射镜调整架7.二维平移台8.三维平移台9.一维平移台二、两次成像法测凸透镜焦距实物经正的薄透镜成一实像，物和像之间的距离必须不小于透镜到四倍焦距。
当满足此条件时，在物和屏之间透镜可两个位置，但其在位置A 处时，屏上出现放大的三孔屏的像，当透镜在B 位置时屏上将出现缩小的像。
调整好光路，使物屏和黑白屏间的距离大于四倍的焦距。
放入待测透镜先找到靠近物屏处的放大的实像，记下物屏到黑白屏之间的距离D 及放大像时透镜的位置。
然后移动透镜直到出现清晰的缩小的实像，记下此时透镜的位置量出AB 间距离d 由公式Dd D f 422-= 即可求出透镜的焦距。
图1.白炽灯源2.物屏（三孔屏）3.凸透镜4.二维透镜夹5.黑白屏6.一维座7.二维座三、凹透镜焦距的测定按自准法调出白炽灯平行光，即在较远处看到一灯丝的像，此时接近平行光，将凸透镜2作为辅助透镜（焦距F1位已知），与待测凹透镜3贴在一起合成组合透镜（可以认为两镜间的距离为0）这样可以把组合透镜看成一薄凸透镜，在屏上可得一实像此实像位置即为组合透镜的焦距面F2，测出组合透镜的焦距f 实际上是凹透镜3的像距，其物距为凸透镜的焦距f1（已知）。
由物像关系公式：'21'1'11f f f =- 因此'1'1''2'ff f f f -=即可求出凹透镜的焦距。
图1.白炽灯源2.凸透镜3.凹透镜4.二维透镜夹5.黑白屏6.一维座7.三维座四、由物像关系放大率侧目镜焦距按图调整好光路，在测微目镜中能清楚地看到微尺的像，并测量微尺像的高度，以微尺高度为物高，像高/物高=像距/物距，测出物距，根据上式即可求出目镜的焦距。
多光轴光学系统光轴平行度野外试验方法
全 系统 工 作状 态下 ， 现 了 多光轴 系统平 行 度的测 试 ， 对该方 法 的测 试精 度进 行 了分 析 。 实 并
关 键 词 ： 激 光 测 距 ； 轴 平 行 度 ； 外 测 试 光 野
中图分 类号 ： ＴＮ２ ７ ３ ４— ３ 文献 标识 码 ： Ａ
引 言
视 场 中 的 目标 图 像 适 时 的 传 输 到 监 视 器 和 车 内 主计 算 机 。这 一指 标 主 要 是 保 证 Ｃ ＣＤ摄 像 机 监 视 器 上 的 图 像 与 望 远 系 统 视 场 中 所 观 察 到 的 图像 位 置 保 持 一 致 ， 于 侦 察 和 决 策 。 便
体 在 室 内 对 其 光 轴 平 行 度 进 行 检 测 。 因此 ， 我
这 一 指标 是 为 了保 证 热 像 仪 工 作 时 ， 光 激
测 距 机 对所 观 察 目标 的可 靠 测距 。
们 提 出 了 一 种 野 外 复 合 光 轴平 行 度 测 试 方 法 。
２ 光 轴 平 行 度 外 场 测 试 方 法
维普资讯
第 ２ ３卷
第 ５期
应 用 光 学
Ｖ０ ． ３ ＮＯ ５ Ｉ２ ．
２００２
２０ ０２ 正
文 章 编 号 ：０ ２ ２ ８ ２ ０ ） ５ ０ ４ １ ０ — ０ ２（ ０ ２ ０ — ０ ６— ０ ３
多 光 轴 光 学 系统 光 轴 平 行 度 野 外 试 验 方 法
可 将 通 过 （ ）式 求 得 的 Ｒ 值 代 入 下 式 计 算 垂 ４
直 方 向 的偏 差 Ｌ ：
Ｌ 一 １ — Ｌ Ｒ ３ １ 所 以
ａ 垂直一 — 垂直一 （） ８
进 行 测 距 ， 后 使 瞄 准 线 逐 渐 向左 偏 移 并 继 续 然
光学系统的光学传递函数OTF测定方法理论(实验)研究 - 终稿
本科毕业设计（论文）光学系统的光学传递函数OTF 测定方法理论（实验）研究学 院_ 物理与光电工程学院__专 业_____ 光信息科学与技术_（光电显示与识别技术方向）年级班别________2010级(2)班__学 号_________3110008945______学生姓名___________林清贤___指导教师___________雷 亮____2014 年 4 月 28 日摘要光学传递函数是定量描述成像性能的完备函数。
但是对于实际的光电成像器件（如CCD器件），通过解析法建立这一函数的表达式又是非常困难的，因此光学传递函数的实测技术就显得尤为重要。
光学传递函数是一个客观的、准确的、定量的像质评价指标，并且其能够直接方便的测量，因此已经广泛应用于光学设计、加工、检测和信息处理中。
本文主要介绍了光学传递函数的性质及其测量原理分析，并对固有频率目标法和狭缝扫描法进行了实验研究。
我们采用光学显微镜作为待测量光学传递函数的光学系统，通过改变显微镜的放大倍数，比较分析放大倍数对调制传递函数（MTF）测量的影响，并比较两种测量方法的优劣。
实数傅立叶变换是整个实验中需要透彻理解和运用的数学概念，在此基础上理解离散傅立叶级数与MTF定义的理论依据，并由此建立数学模型。
由本文建立的理论模型出发，结合实验所测得的数据，最后得到了基本可靠的实验结果。
本文最终给出两种测量法对应的matlab程序、数值测量结果、实验测得的可靠的MTF实验结果撰写毕业论文主要内容。
关键字: 光学传递函数，傅立叶变换，固有频率目标法，狭缝扫描法AbstractThe optical transfer function is quantitatively describe the imaging performance of the complete function.But for the actual photoelectric imaging devices (such as CCD device), through the analytic method to establish the function of expression is very difficult.Therefore the measurement technique of optical transfer function is particularly important.Optical transfer function is an objective, accurate and quantitative image quality evaluation index, and it can directly and convenient measurement, therefore has been widely applied optics design, processing, testing and information processing.This paper mainly introduces the properties of the optical transfer function and its measuring principle, and the inherent frequency target and slit scan method has carried on the experimental study.We use optical microscope as for measuring optical transfer function of optical system, through changing the magnification of the microscope, comparative analysis of magnification of modulation transfer function (MTF) measurement, the influence of the merits of the two measuring methods are compared.Real Fourier transform is the need to thoroughly understand and apply in the experiment of mathematical concepts, on the basis of the understanding of discrete Fourier series and the theoretical basis of the definition of MTF, and thus to establish mathematical model.Set up by this article on the theory model, combined with the data measured in laboratory, the fundamental and reliable experiment results are obtained.Finally, the paper proposes two kinds of measurement method of the corresponding matlab program, the results of numerical measurement and reliable experimental measured MTF experimental results of writing graduation thesis main content.Keywords: Optical transfer function, Fourier transform, Natural frequency method; Slit scan method目录第一章绪论 (1)1.1 光学传递函数简介 (1)1.2 光学传递函数的发展 (1)1.2.1 光学传递函数的发展历史 (1)1.2.2 光学传递函数的发展现状和趋势 (2)1.3 光学传递函数的测量意义 (3)1.4 本论文的主要内容 (4)第二章光学传递函数的基本理论 (5)2.1 光学成像系统的一般分析 (5)2.1.1 透镜的成像性质 (5)2.1.2 光学成像系统的普遍模型 (8)2.1.3 两种类型的物体照明方式 (9)2.1.4 阿贝成像理论 (9)2.2 光学传递函数的概念 (10)2.3 光学传递函数的计算 (12)2.3.1 以物像频谱为基础的计算 (12)2.3.2 以点扩散函数为基础的计算 (13)2.3.3 线扩散函数与一维调制传递函数 (13)2.4 离散傅里叶级数与MTF定义的理论依据 (14)第三章光学传递函数的测量原理分析 (17)3.1 光学传递函数的测量方法综述 (17)3.2 实验中的两种测量方法原理分析 (18)3.2.1 固有频率目标法 (18)3.2.2 狭缝扫描法 (20)3.3 光学传递函数测量系统软件 (21)3.4 CCD对光学传递函数测量的影响分析 (22)第四章光学传递函数测量实验及实验结果分析 (23)4.1 实验平台的搭建 (23)4.2 固有频率目标法实验 (23)4.3 狭缝扫描法实验 (25)4.4 两种测量实验结果分析 (31)第五章总结与展望 (32)参考文献 (33)致谢 (34)第一章绪论1.1 光学传递函数简介在应用光学领域中，有一个大家一直所瞩目的问题，那就是对光学系统成像质量的评价。
光学实验报告
光学实验报告篇一：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： XX 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 XX67025 姓名童凌炜同组者：班级材料0705学号 XX67007 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=2dsinθ,当满足2dsinθ=Kλ,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,n()?L,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.λ2由于本实验的单缝衍射版的最小值,衍射角度不能过大,同时考虑到第一级衍射极大值的强度比中央极大值的强度弱很多,隐刺将本实验分成两段,第一段从-30°~30°,第二段从30°~50°.3.3 画出两段的I-φ试验曲线图,根据微波波长和缝宽,算出第一级极小和一级极大的衍射角与曲线上求得的结果进行比较4. 微波布拉格衍射实验4.1 用微波代替X射线验证布拉格公式,必须制作一个模拟晶体,使晶格常熟略大于微波波长.模拟晶体是由直径10mm的金属球做成的立方晶体模型,相邻球距为40mm,这些金属球就相当于晶体点阵中的粒子,实验时,将模拟晶体放在分度小平台上.4.2 首先令分度小平台指示在0°位置,这样晶体(100)面与发射臂平行,固定臂指针指示的是入射角;活动臂指针指示的是经晶体(100)面反射的微波的反射角.4.3 转动分度小平台,改变微波的掠射角,掠射角的测量范围15°~35°,45°~60°,保证散射角与掠射角相等,分度小平台每次转动1°,读取接收检波电流I值,再绘出I-θ曲线图.从实验曲线上求出极大值θ角大小,然后与理论公式计算出来的衍射角相比较(取K=1,d=40mm,λ=32.02mm),计算其偏离程度,并分析其原因原始数据、数据处理及误差计算：从上面的实验数据看出，微波的入射角θin和反射角θout在误差允许的范围内可认为是相等的，少数的偏差可能是由于微波易受外界干扰所致。
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。
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\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和错误!未找到引用源。
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之差即为出瞳距错误!未找到引用源。
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），焦距错误!未找到引用源。
，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，错误!未找到引用源。
较小故出瞳距错误!未找到引用源。
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），记下此时的错误!未找到引用源。
，然后再对准第二条刻线b又得读数错误!未找到引用源。
，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。
三、显微物镜数值孔径的测定1) 把数值孔径计放置在显微镜的载物台上，刻度分划线向上，利用调焦手轮上下移动镜筒对准镀铝面上狭缝（3）进行调焦，移动孔径计使狭缝大致落在视场中央。
2) 若被测物镜是低倍的（NA<0.4），测量过程较简单，即取下目镜，换上一个小孔光阑（图7），以便使人眼观测时，保持在固定位置上。
通过小孔光阑便能看到一明亮的圆斑，此即被测物镜的出瞳。
推动数值孔径计的手柄（7），使叉丝像出现在亮斑上，并使叉丝交点正好与圆的左（右）侧相切（如图8），并由指示线按外圈刻度读数NA1，再转动手柄，使叉丝移动至亮斑的另一边缘并与其相切，得另一读数NA2，两次读数的平均值就是被测物镜的实际数值孔径。
3) 若被测的是高倍物镜，因叉丝经物镜所成的像很小而不易看见，为此，需要用辅助物镜。
测量时首先按步骤 a 做，然后拨出抽筒，在抽筒上与目镜相对的一端装上辅助物镜（孔径计附件，见图七），再把抽筒插进镜筒（注意在拨出或推入抽筒时，不得使被测物镜的调节位置变动），插上目镜后，辅助物镜与目镜组成一个辅助低倍显微镜，将辅助显微镜在主镜筒内移动，直到看清楚在被测物镜出瞳附近十字线像，然后按照上述方法进行测量。
五、实验数据记录和处理(注：单位mm)一、望远镜特性的测定入瞳直径D＝35mm项目次数物方视场角2W出瞳直径D′放大率J出瞳距错误!未找到引用源。
像方视场角2W’最小分辨角φ”第一次101.1＇ 1.47 -23.8 4.1 40.1°15.9’’第二次100.8＇ 1.45 -24.1 4.2 40.5°第三次104.4＇ 1.46 -24.0 4.0 41.8°平均102.1＇ 1.46 -24.0 4.1 40.8°d=21.2μm二、显微镜视场及显微物镜放大率的测定1 1.719 6.198 4.479 44.792 1.619 6.148 4.529 45.293 1.612 6.155 4.543 45.4345.17显微镜视场L的测量格值 0.01mm格数 44.5视场 L=0.445mm三、显微物镜数值孔径的测定1 0.25 0.23 0.242 0.25 0.24 0.253 0.25 0.24 0.25平均0.25 0.24 0.25六、实验结果与分析由望远镜的成像特性可知，望远镜视觉放大率为角放大率，即望远镜的像方视场角得到增大。
在实验中，组员的视觉差异表现得比较明显，尤其是在测量分辨率时，组员读取的最小分辨间隔有较大的差异。
在研究显微镜特性的实验中，准确调焦找到分划板的刻线异常困难。
测量数值孔径实验中，因为光源的原因，难以看到叉丝的中心，这对实验带来了一定的误差。
七、思考题及讨论、心得1．改变被测望远镜和广角平行光管的相对位置，测量结果会改变吗？为什么？测量结果不会改变，因为平行光管出射平行光，不随相对距离而变化，改变平行光管的相对位置不会造成入射望远镜的光线的变化，因此测量结果不改变。
2．设广角平行光管的视场为30度，能否用来测量实验中被测望远镜的像方视场角？不能，因为被测望远镜的视场受到其视场光阑的限制，其视场角远小于平行光管的视场角。
若以此为入射光，则由tanW，f’,D’计算望远镜像方视场角的最大值远超真实视场范围。
3．如何调节被测望远镜和广角平行光管的同轴性？若望远镜为内调焦式望远镜，可以用自准直法调节其与平行光管共轴。
而实验室中望远镜可以先调节望远镜与平行光管在同一高度，然后调节望远镜，使能够通过望远镜观察平行光管中的刻度中心读数，前后移动望远镜使视场中心不变即可。
4．为什么数值孔径计上的刻度间隔与孔径计玻璃有关？因为数值孔径错误!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。
孔径计的玻璃影响了像方介质折射率，影响了孔径计偏角。
实验心得：这次实验是典型光学系统的实验，实验中主要涉及到望远镜系统和显微镜系统，因为显微镜系统在前面的几次实验中有过类似的操作，所以在此次实验中并没有造成什么障碍，但是望远镜系统的实验中，测量数据存在误差。
产生误差的原因可能是使用中的望远镜可能并非真正的望远镜，平行的入射光并不会平行射出，用这样的“望远镜”去观察视场会造成较大误差。
另外，在实际实验中，光学系统的稳定性也需要考虑，在移动望远镜时要尽小心。