光信息专业实验报告：纳米测量光学实验40092.pdf

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1、 1 光信息专业实验报告：纳米测量光学实验 五、实验报告结果分析 1，位移的纳米测量 根据公式（13.1）2fMfsXd可以计算出单位条纹位移量fX，其中M为物镜的放大倍数，在本实验中取20M；f为成像透镜的焦距，在本实验中取180fmm；2d为待测光束与参考光束的空间间距，在本实验中取3dmm；将计算fX得出对应的S填入下表 1：表 1：一定电压 V 对应的条纹移动距离fX对应的待测镜的位移量S 电压 U/V 0 50 100 150 200 250 CCD 中条纹移动数 n/条 0 0 0.1 0.1 0.2 0.2 CCD 中移动距离fX/nm 4 13 21 43 56 65 待测镜的

2、位移量 S/nm 0.006667 0.021667 0.035 0.071667 0.093333 0.108333 利用 origin 对fUX和US进行线性拟合，得出下图 1 和图 2：2 拟合的线性关系为：1.095240.26057fXU，截距标准误差为 2.91345，斜率标准误差 0.01925，相关系数为 0.97331 050100150200250010203040506070条纹移动距离Xf图1：电压U/V和CCD中条纹移动距离Xf的拟合关系 数据点 U-Xf拟合关系电压U/VCNumber of Points6Degrees of Freedom4Residual Su

3、m of Square64.81905Pearsons r0.98926Adj.R-Square0.9733101002000.000.050.10A待测镜的位移量S/nm图1：电压U/V和待测镜的位移量S/nm的拟合关系 数据点 U-S拟合关系电压U/VDNumber of Points6Degrees of Freedom4Residual Sum of Squar1.80053E-4Pearsons r0.98926Adj.R-Square0.97331 3 拟合的线性关系为：40.001834.3428610SU截距标准误差为 0.00486，斜率标准误差3.20761E-5，相关系数

4、为 0.97331 CCD 上单位条纹的位移量为6543050.20fXnm，与实验用的 He-Ne 激光器的半波长632.8316.422nm相比，得出相对误差316.43053.6%316.4E，可见定标基本正确。总结一下两个定标公式：1.095240.26057fXU 40.001834.3428610SU 小结：由于实验环境过于吵杂以及其他光线对 CCD 采光有影响，所以实验数据线性关系不明显，这是难以避免的误差。2，微弱振动的纳米测量与监测 在实验中记录一共移动的条纹数和移动的距离最大值和最小值，填入下表 1：表 2：移动条纹数对应的移动距离 移动条纹数 n/条 CCD 移动距离 S

5、/nm 单位条纹位移量 fX/nm 振幅 nm 序号 最小值 最大值 半周期 最小值 最大值 差值 1-6.0-0.9 5.1-1903-297 1606 314.90 806.82 2-6.0-0.8 5.2-1888-252 1636 314.62 822.64 3-5.8-0.6 5.2-1839-182 1657 318.65 822.64 4-5.7-0.5 5.2-1789-158 1631 313.65 822.64 5-5.5-0.4 5.1-1755-128 1627 319.02 806.82 6-2.6 2.5 5.1-820 800 1620 317.65 806.82 7-2.5 2.7 5.2-795 850 1645 316.35 822.64 4 8-2.3 2.8 5.1-736 875 1611 315.88 806.82 9-2.3 2.9 5.2-726 924 1650 317.31 822.64 10-2.2 2.9 5.1-687 929 1616 316.86 806.82 标准误差 1.75 8.34 平均值 316.49 814.73 所以算得单位条纹位移量316.491.75fXnm