近代光学实验指导书

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1、光电器件光谱灵敏度的测定实验原理：光电器件受光照后产生的光电效应不同，可分为三类：应用外光电效应而制成的器件有光电倍增管；应用内光电效应（光电导效应）而制成的器件有各种光导管（光敏电阻）；应用光生伏特效应（阻挡层光电效应）制成的器件有光电池（硅光电池、硒光电池）、光敏二极管、光敏三极管。光电器件所产生的光电流不仅与被照表面吸收的光通量有关，还与照射光的波长有关。在正常条件下，对于同一波长的光，光电器件所产生的光电流（或电压）与被照表面吸收的光通量成正比；但它对不同波长的光的响应不同。如果不考虑照射光的波长，则单位辐射通量引起的光电流的大小称为响应率或积

2、分灵敏度，简称灵敏度。如果只对单色光而言，其响应灵敏度则叫做光谱灵敏度。对某一单色光，当被测光电器件表面所吸收的光通量为，该器件由此而产生的光电流为，与照射到该器件表面上的光通量成正比，其比值即为光谱灵敏度，用来表示由此可见，光谱灵敏度是光电器件接收单位单色辐射功率所产生的光电流，它反映了光电器件对单色光的光电转换能力的大小，即光谱响应的大小，因而光谱灵敏度又被称为“光谱响应率”，曲线被称为光谱灵敏度分布曲线，或叫做“光谱响应曲线”。光谱灵敏度是波长的函数，而且和也是波长的函数。各种光电器件的光谱灵敏度分布情况与它们所采用的材料有关，即各种光电器件的光

3、谱灵敏度的分布有所不同。通常定义当光谱灵敏度的数值下降至灵敏度最大值的时所对应的波长，为光电器件的探测极限波长，所对应的波长值为光电器件的峰值波长。因此测定出光电器件光谱灵敏度的分布曲线，就可确定其器件探测光波的工作范围，即该器件的探测范围，这在实际应用中具有重要的指导意义。实验预习内容：实验内容预习包括以下方面：（1）实验目的和要求；（2）实验内容和原理或涉及的知识点；（3）实验仪器与装置；（4）实验方法、步骤、操作过程或设计方案（5）实验注意事项。实验测量与要求：1．测量硒光电池不同波长λ照射下所产生的光电流i(λ)；　2．计算出相应波长λ所对应的

4、光谱灵敏度S(λ)，并将所得数据归一化，绘出相应的S(λ)-λ曲线，并在S(λ)-λ曲线上标定出该光电器件的灵敏度峰值波长(即Sm所对应的λm值)，以及该光电器件所能探测的波长范围。预习思考与讨论：1．什么是光电器件?其基本工作原理是什么?几种常用光电器件的使用范围及工作电路是怎样的?光电器件的光谱灵敏度S(λ)的物理含义是什么?测定它的意义是什么？2．使用光电器件时要注意些什么?使用光电池时要特别注意什么?激光全息实验指导书实验目的1.掌握全息照相的基本原理和实验方法。2.熟悉全息照相的记录与再现过程。实验内容与要求1.拍摄菲涅尔全息图，画出所设计的

5、实验光路图。2.再现全息图，并画出再现原始像和共轭实像的光路图。实验步骤1.打开激光电源，设计和调整拍摄光路：激光束经短焦距透镜扩束后，其透射光作为照射物体的光(经物体漫反射而成物光)，其反射光作为参考光，使二者均照在底片上.整个光路系统应满足以下条件：(1)物光和参考光的光程应尽可能相等；(2)物光和参考光与底片法线夹角尽可能小；(3)漫反射物光与参考光的光强比取1:2--1:5(即被摄物距底片约5cm)。2.选定曝光时间(15-20秒),调好定时曝光器,关闭曝光快门；3.关闭照明灯，在全暗情况下将全息干板(底片)装在底片夹上(注意:使感光药膜面面向

6、激光)，稳定1-2分钟后进行曝光；曝光过程中要避免任何震动。4.显影时间1-2分钟，显影结束后在清水中洗一下即可放入定影液，定影在15分钟以上。定影完毕方可打开照明灯，然后将干板水洗2分钟，将其晾干。（注意：显影时间应根据显影液的浓度、环境温度、曝光时间及感光板来确定或调整）5.全息再现:将拍好的全息图按拍摄时的放置方法置于底片夹上，用与参考光相同的激光束照射全息图，迎着光线观察，就能在物体的原位置上重现物体原始的立体象；用平行光或激光细光束照射全息图，用光屏接收，可观察到物体的共轭实象。注意事项:1.正确判断出全息干板的感光药膜面，使其对着激光；2.

7、在曝光的过程中，尽量远离拍摄光路，不要讲话走动或引起震动；3.显影和定影时应将底片的感光面朝上，药液不能太少。4.实验完毕,将药液分别倒入桶内,并将药液盘及漏斗清洗干净。思考与讨论：1.全息照相与普通照相的异同点有哪些？2.为什么要使物光与参考光的光程尽可能相等?3.菲涅尔全息图再现像的特点有哪些？如果菲涅尔全息图破碎了，为什么其中的碎片之一仍然能再现物体完整的像?4.试想记录在全息图上的干涉图样(相当于一个复杂的光栅)与正弦衍射光栅的不同之处。He-Ne激光模谱分析与测量实验指导实验目的1了解激光器模式的形成及特点，加深对其物理概念的理解；2掌握激光

8、模式分析与测量的基本方法，标定出激光器的模式频谱图的模式结构TEMmnq；3了解共焦球面干涉仪