狭缝缝宽和细丝直径的测量

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1、编号：课程设II（论文）计说明书狭缝缝宽和细丝直径测量电子工程与自动化学院30217张副教授题目：院（系）：专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：2016年1月20日第15页共页桂林电子科技大基础工程设计说明书摘要本课题主要目的是狭缝缝宽和细丝直径的测量。微小物体的测量在生产和科研中有很重要的作用，光学衍射法测量微小物体的直径是一种非破坏性，精度高的方法。利用光的单缝衍射效应：光传播过程中遇到障碍物时，当障碍物（小孔、狭缝、毛发、细丝等）的线度与光的波长相差不多时，所发生的偏离直线传播的现象。即光可绕过障碍物

2、，传播到障碍物的几何阴影区域中，并在障碍物后的CCD相机上捕捉到光强不均匀分布的图样，这样的图样为衍射图样。另外根据巴比涅原理，两个互补屏单独产生的衍射场的复振幅之和等于没有屏时的复振幅，，对于单缝的夫琅和费衍射，除点光源在像平面的像点之外有U=0，即像点外两个互补屏所产生的衍射图形，其形状和光强完全相同，仅位相相差π/2，所以也可用丝线代替单缝进行衍射。把CCD相机采集到的衍射图样用MATLAB进行图像处理，即可计算出衍射图样暗纹或亮纹之间的间距。关键词：单缝衍射；衍射图样；巴比涅原理AbstractThe

3、mainpurposeofthisstudyistomeasuretheslitwidthandthediameterofthefilament.Themeasurementofsmallobjectsisveryimportantintheproductionandscientificresearch.Theopticaldiffractionmethodisanon-destructivemethodtomeasurethediameterofmicroobjects.Thelightofthesingl

4、eseamdiffractioneffects:lightpropagationencounteredobstacleswhenobstaclepinholeandslit,hair,filaments,etc.)andthelineardimensionofthelightwavelooksalmost,thedeviationtravelsinstraightlines.Thelightcanbypasstheobstacles,spreadtotheareaofthegeometricshadowofo

5、bstacles,andintheobstacleaftertheCCDcameratocapturethelightintensitydistributionofthepattern,sothatthepatternforthediffractionpattern.AlsoaccordingtoBabinet'sprinciple,twocomplementaryscreenaloneproducesadiffractionfieldofcomplexamplitudeisequaltonoscreenth

6、ecomplexamplitude,forsingleslitFraunhoferdiffraction,inadditiontothepointlightsourceinaplanelikebeyondthepointofU=0,thatpointastwocomplementaryscreenproducedbydiffractionpattern,itsshapeandintensityareexactlythesame,onlyphasedifferencePI,soalsoavailablethre

7、adinsteadofsingleslitdiffraction.CCDcameratocollectthediffractionpatternwithMATLABforimageprocessing,youcancalculatethedistancebetweenthediffractionpatternofdarklinesorbrightlines.Keywords：Singleslitdiffraction；Diffractionpattern；Babinetprinciple第15页共页桂林电子科

8、技大基础工程设计说明书目录引言31.任务与要求32.方案论证32.1狭缝测量方案论证及选择32.2细丝直径测量方案选择53.实验测量光路的搭建及测量63.1细丝直径测量63.2细丝直径测量方法63.3狭缝缝宽测量装置74.实验数据处理84.1CCD标定84.2实验数据处理85.误差分析125.1测量距离的误差125.2CCD相机存在的误差125.3图像处理的误差136.结论13谢辞14参考文献15附