光衍射技术PPT学习教案.pptx

《光衍射技术》PPT学习教案主要涵盖了激光衍射技术在计量领域的应用和原理，是专业资料的一部分。本章的重点在于理解激光衍射计量原理，掌握其基本方案，包括间隙计量法、反射衍射法、分离间隙法等。难点可能涉及如何将这些理论应用于实际的测量场景。 一、激光衍射计量原理 激光衍射计量技术起源于20世纪70年代，最初用于光谱测量，后来发展成为一种非接触式的精密测量技术。1972年，加拿大国家研究所提出的激光衍射测试方法，利用激光衍射条纹的变化来测量长度、角度、轮廓。这一原理基于单缝衍射理论，将衍射现象分为菲涅耳衍射和夫琅和费衍射两种类型。其中，夫琅和费衍射因计算简单且在光学仪器中常见，常用于激光衍射计量。 二、单缝衍射原理 单缝衍射是激光衍射计量的基础。夫琅和费衍射的计算可以通过振幅矢量法或衍射积分法进行，对于简单的孔径形状，可以解析求解。实验装置通常包括光源、单缝、透镜以及观察屏。衍射产生的光强分布可以用特定的数学公式表示，其中衍射角和缝宽、波长等因素密切相关。 三、计量原理 激光衍射计量的基本思想是利用被测物与参考物之间的间隙产生的远场衍射。当光源平行照射到孔径上，通过透镜接收并在观察屏上形成衍射条纹，根据条纹的分布可以推算出被测物的特性。例如，等效衍射法是将被测物和参考物之间的间隙视为单缝，通过分析衍射图案变化来实现测量。 四、基本公式 在物理光学中，孔径在E2平面上的衍射分布可以通过傅里叶变换得到。衍射角、孔径尺寸、波长和光强分布之间有特定的关系，可以通过相关公式进行计算。这些公式涉及到复振幅分布、位相分布和孔径上的波面振幅分布，对于理解和计算衍射现象至关重要。 五、技术特点 激光衍射技术的主要特点是精度高、非接触性、适用于全场计量，且能处理复杂形状的测量对象。它在精密工程、材料科学、生物医学等领域有着广泛的应用。 光衍射技术是基于光学原理的精密测量手段，通过对激光衍射现象的理解和计算，可以实现对物体几何参数的精确测量。学习和掌握这一技术，不仅需要深入理解衍射理论，还需要熟悉相关实验装置和数据处理方法。