利用复合光栅 实现光学微分处理 傅立叶光学是现代光学的重要分支,在图像识别技术中,突出图像 的边缘是一种重要的识别方法。人的视觉对于图像的边缘轮廓比较敏 感,因此对于一张比较模糊的图像,由于突出了其边缘轮廓而变得易于 辨认。为了突出图像的边缘轮廓,主要采用用空间滤波的方法,去掉图 像中的低频分而突出图像的高频成分,从而使轮廓突出。 本实验利用光学相关方法作空间的微分处理从而描出图像的边缘 具体的做法是用复合光栅作为空间滤波器实现图像的微分处理。通过实 傅立叶验,学习1)用马赫—曾得干涉仪制作一维复合光栅;2)了解相干光学 处理中的奸F系统及空间滤波器对于图像的频谱变换从而达到边缘增强的作用。 钠原子光谱 对元素的光谱进行研究是了解原子结构的重要途径之一。通过对原子光谱的研究使我们 了解原子内部电子的运动并导致电子自旋的发现和元素周期表的解释。 通过对氢原子光谱的研究,人们认识到电子围绕原子核运动时只能处于一系列能量不连 续的状态,获得了关于氢原子结构的知识。对于多电子原子,除了原子核和电子的相互作用 外,还存在着电子之间的相互作用,电子的自旋运动和轨道运动的相互作用也更为显著。本 实验以钠原子光谱为例,通过对钠原子光谱的观察、分析,加深对碱 金属原子中外层电子与原子实相互作用以及自旋与轨道运动相互作用 的了解,在对光谱线系进行分析和波长测量的基础上,计算钠原子中 价电子在不同轨道运动时的量子缺,绘制钠原子的部分能级图,并根 据双重线不同成分的波长差,计算价电子在某些轨道运动时原子实的 有效电荷 钠双黄线 玻尔
晶体的电光效应及其应用 晶体半波电压、电光系数的测量及 用相位补偿法测量双折射样品的微小相位差 当晶体受到电场作用后,在晶体中传 播的光折射率会发生改变的现象,称作 “电光效应” 电光效应在科学研究和工程技术中, 有许多重要应用。如可以制作光相位调制 器、光开关、光滤波器、光衰诚器。激光 出现以后,电光晶体被广泛应用在激光通 讯,激光测距,激光显示,光学数据处理 学生在做实验 等方面。电光效应的测量现成为研究电光晶体,液晶,功能有机分子和聚合 物的重要手段之 本实验主要研究KDP(磷酸二氘钾)晶体的一次电光效应。 实验中采用了三种不同的测量方法 (1)直流高电压作用下,取光强极小值(粗略、简便); (2)直流电压调制下,测I-V曲线,取光强极大值(粗略、形象); 3)交流电压调制下,加直流偏置,实现倍频法(精确); 分别测出KDP晶体的半波电压Vr和电光系数)a,然后将电光晶体作为 相位补偿器,测出待测样品:如云母片,玻璃等双折射材料的微小相位差。 通过本实验的学习,可进一步理解晶体光学、物理光学中相关基础知 识;学会用锥光干涉图调整晶体的光轴;学会电光晶体半波电压多种测量方 法;学会搜寻测量中的修正值及分析其产生原因;学会测量不同样品位相差 的方法。 本实验既具有基础理论性又有重要的实用性
单光予计数 单光子计数是测量极微弱光的一种很有效的方法。它 利用弱光照射下光电倍增管输出电流信号自然离散化的特」 征,采用了脉冲高度甄别技术和数字计数技术。可以把淹 没在背景噪声中的弱光信息提取出来。 本实验的目的是介绍这种弱光检测技术。了解光子计 数方法的基本原理,基本实验技术和弱光检测中的一些主要问题。 法拉第效应 束线偏振光沿外加磁场方向或磁化强度方向通过介质时偏振面发生旋 转的现象称为法拉第效应。这是法拉第在1845年发现的。它是磁光效应的 种。法拉第效应与某些物质所固有的旋光效应的重要区别是法拉第旋转的方 向与磁场方向有关,与光传播方向无关。基于这一特点制成的光学隔离器或 单通器在现代激光和光通讯技术上得到广泛应用。 本实验的目的是:首先了解什么是法拉第效应和它 的经典理论解释,掌握测量法拉第效应的一种基本方法 并测量两种不同类型材料的法拉第旋转角,了解用法拉 第效应制成的光学隔离器的基本原理 拉曼散射 印度物理学家拉曼于1928年研究 苯的光散射时发现,在散射光中除了有 与入射光频率相同的谱线外,还有与入 射光频率发生位移(频率增加和减少) 且强度极弱的谱线,后者称为拉曼效 应。拉曼散射是研究物质结构的重要方法之一(包括分子转动,分子振动, 晶格振动,及各类激发元参与的非弹性散射)。在化学,物理学生物学 材料科学等领域得到广泛的应用 本实验通过典型分子C4的振动喇曼光谱测量,取得对喇曼散射基本原 理和基本实验技术的初步广解特别强调的是通过对04的退偏康的测 量,了解它和分子结构与分子振动对称性的联系
光学双稳实验 这是一个比较新颖的实验。 在一个非线性系统中,当一束光,强度从I1→I2→I1(I:I2)双向连续 变化过程中,对应其中同一强度的入射光,得到两个不同强度的出射光,这 现象叫“光学双稳 光学双稳的研究不仅有深入的理论意义,而且双稳器件在实现全光逻辑 运算和光通讯方面有着重要的应用前景。自1975年首次观察到此现象以来 一直受到科学工作者的高度重视,研究工作得到迅速发展。 本实验是学习纯光学型光学双稳。采用FP腔内充有一定浓度的染料介 质,利用染料的色散和吸收,其折射率随光强非线性改变,腔对光有反馈作 用,腔的透过率也随光强非线性变化,从而形成输出光强的突变,导致光学 双稳现象 实验目的:了解光学双稳产生的基本原理;掌握实现双稳的方法;观察 双稳现象;并用微机记录下来。从中可学习:光学调制器的构成和调节;利 用锥光干涉图调光轴;F-P腔的组装和它平行度的调节;利用等倾干涉图调 聚焦透镜;对结果的鉴定、分析和改进。是一个操作性比较强的定性实验。 阶双稳 二阶双稳 阶双稳 染料介质的多阶纯光学双稳图 学生正在做实验 兴烦