北航研究性實(shí)驗(yàn)報(bào)告全息照相與全息干涉法實(shí)驗(yàn)的誤差分析與改進(jìn)方法-文庫(kù)吧資料
2025-07-02 12:31本頁(yè)面
【正文】 ，為20度，由上式計(jì)算出鋼尺由于溫差引起的B類不確定度為計(jì)算可知由于溫度的影響而對(duì)尺長(zhǎng)產(chǎn)生的誤差很小。對(duì)于“二次曝光法測(cè)鋁板的彈性模量”實(shí)驗(yàn)，資料表明，鋁合金板的彈性模量約為72Gpa，對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果67Gpa，誤差較小，其誤差來(lái)源有一下幾項(xiàng)：（1）數(shù)據(jù)測(cè)量的誤差： 系統(tǒng)誤差：① 實(shí)驗(yàn)中要求使用鋼尺測(cè)量，鑒于鋼尺精度較低，很難滿足對(duì)光學(xué)實(shí)驗(yàn)的精度要求，故產(chǎn)生一定的儀器誤差。（5） 顯影時(shí)間的影響：若顯影時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)使全息干板發(fā)黑，影響再現(xiàn)效果；若顯影時(shí)間太短，干板上條紋不易出現(xiàn)，無(wú)法顯示干涉條紋。而對(duì)全息照相的記錄介質(zhì)來(lái)說(shuō)，曝光量和振幅透過(guò)率的特性曲線是非線性的，在曲線兩端發(fā)生奇變（如右圖所示），產(chǎn)生較高階的衍射光，使衍射效率降低。對(duì)于一般雙光束干涉來(lái)說(shuō)，如果，干涉條紋可得到最大的對(duì)比度，即條紋最低強(qiáng)度為零。實(shí)驗(yàn)中難以保證完全的無(wú)振動(dòng)，因此微小的振動(dòng)、噪音都會(huì)影響光路系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然后按照上文所述的方法沖洗底板，之后可以在白光下直接看到干涉條紋，取級(jí)數(shù)不同的明紋或暗紋，測(cè)量條紋所在處x坐標(biāo)，然后測(cè)定鋁板的長(zhǎng)度、寬度、厚度，按照式（11）與（12）計(jì)算彈性模量。隨后用砝碼加載器給懸臂梁自由端施加適當(dāng)大小的力，穩(wěn)定1min后，進(jìn)行第二次曝光，時(shí)間約15s。 二次曝光法測(cè)定鋁板的楊氏模量⑴按照?qǐng)D4所示組裝實(shí)驗(yàn)光路圖，注意鋁板與感光板距離盡可能小，感光板的乳膠面要朝向鋁板。d) 濾盡干板上的溶液，迅速將干板用吹風(fēng)機(jī)吹干。b) 將感光板依次放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，60%，80%的異丙醇溶液中各脫水10—15s后取出，每次進(jìn)入相鄰溶液后，都需將干板上的溶液濾盡。光路調(diào)整好后，遮擋激光安防感光板，H的乳膠面應(yīng)當(dāng)正對(duì)物體，隨后去除遮擋，曝光10—20秒。特別是全息干板面積比較大時(shí)，需要固定自由端以避免震振動(dòng)；當(dāng)面積較小時(shí)，可以只夾住一端。三、 實(shí)驗(yàn)儀器氦氖激光器及電源一套、分束鏡一塊、平面鏡3面、被攝物一個(gè)、砝碼加載器及待測(cè)鋁板、載物臺(tái)、底板架1個(gè)、擴(kuò)束鏡2塊、透鏡1塊，白屏1塊，純凈水以及質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為40%，60%，80%，100%的異丙醇溶液若干，竹夾一個(gè)，RSP—1型紅敏光聚合物全息干板。如圖5。第二次曝光記錄下加力后懸臂梁的全息圖。按照?qǐng)D4所示的光路圖（L為擴(kuò)束鏡，MM2為平面鏡，H為干板，P為鋁板，G為加力裝置）組裝實(shí)驗(yàn)儀器。圖 32. 兩次曝光法測(cè)定金屬的彈性模量：兩次曝光法干涉圖要求在同一記錄介質(zhì)上制作兩個(gè)全息圖，它將物體在兩次曝光之間的形狀改變永久地記錄下來(lái)。因?yàn)檠劬梢栽谑覂?nèi)可見(jiàn)光環(huán)境中方便地看到原物的虛像，本實(shí)驗(yàn)中采用此方法制作全息像,也是用該方法進(jìn)行二次曝光法測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)。所以，讓與參考光r完全相同的再現(xiàn)光照射到全息圖上，就會(huì)在原物處看到與其等大的三維像，實(shí)現(xiàn)全息像的再現(xiàn)。以光柵發(fā)現(xiàn)為基準(zhǔn)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)至入（衍）射光線的入（衍）射角為正，則光柵方程為： （3）其中為衍射角，為入射角。在A、O兩點(diǎn)處相遇并相干。所以干涉條紋間距為：（1）圖 1 圖 2u 單色發(fā)散球面波的干涉而在通常全息照相中，物光與參考光都是發(fā)散球面波。光線與之間光程差為 ，光線1與2之間的光程差為，又由于光線2與等光程，所以光線1與間的光程差為，以感光板法線為基準(zhǔn)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)至入射光線（不大于90176。（1） 透射式全息照相1) 投射全息的記錄u 兩束平行光的干涉將感光板垂直于紙面放置，兩書相干平行光o、r按照?qǐng)D1所示方向入射到感光板上，他們與感光板法向夾角分別為和，并且o光中的兩條光線2與r光中的兩條光線和在A、O兩點(diǎn)相遇并相干，于是在垂直于紙面方向產(chǎn)生平行的明暗相間的干涉條紋，亦即在感光板上形成一個(gè)光柵。但是，感光乳膠和一切光敏元件都只對(duì)光強(qiáng)敏感，不能直接記錄相位，從而借助一束相干參考光，通過(guò)拍攝物光和參考光之間的干
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