激光散斑测量蒋琪PB05210153实验目的通过对激光散斑大小的测量，了解激光散斑的统计特性，学习有关散斑光强分布重要的数据处理方法。实验原理激光散斑是由无规散射体（实验中为毛玻璃）被相干光照射产生的。散斑场按光路分为两种，一种是在自由空间中传播而形成的客观散斑（本实验研究的情况），另一种是由透镜成象形成的主观散斑。散斑的大小、位移及运动变化可以反映光路中物体及传播介质的变化。试验中用的是激光高斯光束，其传播时光场的等振幅线在沿光路方向为双曲线。光斑最细的位置为束腰。激光经过凸透镜时其偏角会变化，会产生新的束腰。毛玻璃离透镜的距离改变时，照在其上的光斑半径也随之改变。实验是通过用计算机测量散斑的变化来算出光路中毛玻璃的移动情况。激光散斑光强分布的规律由相关函数来描述。自相关函数为：G（x1,y1；x2,y2）=〈Ｉ(x1,y1)Ｉ(x2,y2)〉归一化后为：其中：互相关函数为：GC（x1,y1；x2,y2）=〈Ｉ(x1,y1)Ｉ’(x2,y2)〉归一化后为：其中实验内容1.调节光路图如下图：1.氦氖激光器2.双偏振片3.全反射镜4.透镜5.毛玻璃6.CCD7.计算机123456745cm25cm15cm60cm42.调节光路的要求：。a）各光学元件中心高度相等（21cm）。b）注意保护CCD。c）调好光路后锁紧磁性底座。3.程序操作和数据采集。4.光路参数和数据表格。1)自相关求散斑大小S。2）根据散斑位移求毛玻璃的移动数据处理1.各个已知的常数如下：激光波长=632.8nm常数=3.14159265CCD像素大小=0.014mm激光器内氦氖激光管的长度d=250mm会聚透镜的焦距f=50mm激光出射口到透镜距离d1=650mm透镜到毛玻璃距离=d2+P1=150mm毛玻璃到CCD探测阵列面P2=550mm毛玻璃垂直光路位移量d和d，d=5小格=0.083mm，d=02.计算几个理论值（公式见预习材料）：激光管口处腰束半径为：经过透镜后高斯光束束腰距透镜的距离为：经过透镜后高斯光束束腰半径为：需从中扣除准直距离！这将导致后面的计算都有问题！故：P1=150-53.55=96.45mm再由附录取1公式计算出：x=d(1+p2/(P1))＝0.083(1+550/96.47)＝0.5571mm3.实验采集数据如下表：光路参数：P1=15cm(P1)=96.47P2=55cmd=5小格NoSxSyxy19.52910.2999.91419129.58410.49810.04118039.69610.42510.06120049.59910.3979.99822059.67410.2439.95920169.65410.42510.040220对以上的S求平均值可得：则可以求出照在毛玻璃上激光光斑的平均半径4.x和y的计算：对上述x,y求平均值：x=0.014*(19+18+20+22+20+22)/6=...
