天津大学本科生实验报告
课程名称：工程光学 实验四
一、 实验目的
姓名：

学号：
学院：精仪学院
实验内容
专业：测控技术与仪器
年级：
成绩：
激光衍射法测量细丝直径
1. 根据夫朗和费衍射公式，写出 d 的计算式 2. 设计实验方案，分别测量细铜丝和光纤直径。 实验要求 1. .根据实验方案，选择所需实验仪器、光学元件 2. 搭设实验光路，使激光束与平台平行、且与接收器中心等高，保持与接收器 移动方向垂直，光能量应全部进入接收器内。 注意事项 调整光路时不能用眼睛正对激光束，以免伤害眼睛。要用白纸接收光。 四、 思考题
专业：测控技术与仪器
年级：
成绩：
f
2x

632.8 109 60 102 0.095mm 2 2 103
故细丝的直径约为 0.095mm.
x f
图1 当一束激光照射到被测细丝上，发生衍射效应，在透镜焦距 f 处接收 其衍射光强分布图，由衍射光强分布图测出第 n 级暗纹中心到中央零级 条纹中心的距离 X，即可计算出细丝直径。 值得注意的是： 此法虽然测量精度较高， 但一般只适用于测量 0.5mm 以下的细丝直径，同时要求 L>>d。 三、 实验内容与要求
1 m f 2 ∴d x
实验中仅能观察到±1 级暗纹，故 m 0
∴d
f
2x
1 2
m
0 17.9 0
1 2
xr / mm
15.9 2
19.9 2
x / mm
天津大学本科生实验报告
课程名称：工程光学
透镜焦距按 60cm 计算 ∴d
姓名：
学号：
学院：精仪学院
1. 了解衍射效应在计量技术中的应用 2. 掌握激光衍射法测量细丝直径的基本原理和测量方法 二、 实验原理 激光衍射法测量细丝直径是基于巴俾捏原理：两个互补的障碍物，其夫 朗和费衍射图形、光强分布相同，位相相差π/2，因此，当细丝直径与狭缝 宽度相等时，他们是两互补障该物，可以用测量狭缝的方法测量细丝直径。 测量原理如图 1 所示
本实验方法对被测直径是 O.6mm 的细丝适用吗？ 答：不适用，此法虽精度高，但一般只适用于 0.5mm 以下的细丝直径测量，若直 径过宽会导致衍射暗纹距中央亮条纹过近以致难以辨别，或根本找不到暗纹，暗 纹级次难以分辨出，故 0.3mm 细丝不适用。 五、 数据处理 （暗条纹） ； sin
1 ∵ d sin m 2