光栅特性与激光波长告示牌-复旦大学物理教学中心

1、光栅特性与激光波长告示牌复旦大学物理实验中心光栅特性与激光波长注意事项：1 .不要用手接触光栅表面。2 .实验时，当心激光。3 .本告示牌供实验者阅读，所以不要在上面写字，更不能带出实验室。实验步骤：1 .测量未知光波波长入半导体激光器与光屏（贴有毫米方格纸）相距90厘米左右，打开激光电源, 使激光照射在光屏中间（0刻度线）。调节激光器左右，上下调节螺丝，使反射 后激光光束入射到激光器激光发射孔中。在距光屏75厘米左右地方放上光栅（d=0.01毫米），调节光栅左右，上下调节螺丝，使反射后激光光束（中间最亮 一点）入射到激光器激光发射孔中。在屏上读出K = 0、±1、±2、&

2、#177;3亮点位置，用米尺读出光栅到屏幕的距离 L,。将数据代入下式中，求出激光的波长入，并给出波长的平均值和不确定度。 L估读到1mm,X估读到0.5 mm,不确定度为A类不确定度。计算公式如下：sin 二2 .测量光栅常数d给定激光器的波长，测量6组L和对应的X（K =1级）值，用最小二乘法求出光栅常数及其不 确定度。（波长根据半导体激光器编号查得） 3.观察衍射现象1）到光栅衍射现象观察台上另取观察用的光栅， 并把光栅放在眼前，直接观察日光灯、汞灯、钠 灯。记录观察到的现象并进行分析。画出看到的 现象的示意图（日光灯与汞灯记录K=0, K=±1;钠灯记录 K=0, K=

3、77;1, K=±2, K=±3）2）观察正交光栅衍射现象如图1,若将两个光栅互相垂直（构成正交光 栅）且依次放置在激光器之前，此时激光束穿透光 栅后，在屏幕上的衍射图样如何？说明其原因。 3）观察激光束斜入射到光栅的表面时衍射现象如图2,若将激光束斜入射到光栅的表面，观 察各相应级次亮点位置的变化情况，并进行分析。 附：光栅特性与激光波长调节方法介绍（供参考） 1.关掉激光器2.调节激光器调节架（图3）a）调节”激光器上下调节螺丝”，使激光器固定 板与激光器底板平行（上下间距相等）。b）调节”激光器左右调节螺丝”，使激光器与激光器底板左（右）间距相等。33 .调节光屏调节

4、架（图4,图5） 调节光屏调节架的“前左调节螺丝”或“前右调节螺丝”或“后 调节螺丝”，使光屏调节架底座平 行桌面（目测）。注意每个调节螺 丝调到中间位置（上下留有一定 的调节范围，如图5）4 .激光器与光屏相距1米以上， 打开激光器，使激光照在光屏上（零刻度线）。反射回的光点应照 射在激光器出射光孔中。如果不 照射到激光器发（出射）光孔中， 可用以下方法调节。用一张纸，放在激光器后面，荣光等国定埔也it光上下朝节电出，产Jr最，.那应庾"-翻£需氏中图3激光调节架观察纸上光斑位置。大致找出反射光斑位置，如图 65. a）转动光屏调节架，使反射光斑照射在激光 器激光发光孔的

5、正上方（注意：转动过程中， 激光应始终照在光屏的零刻度线上），如图6。b）调节”后调节螺丝”，使反射光的光斑上 （下）移动后，照射在激光器发光孔内。（注意： 在此过程中，其他两个调节螺丝不能调节） 6.调节光栅调节架的螺丝，使光栅调节板与光 栅间距相等，如图7。在与光屏相距75厘米的 地方放上光栅，调节光栅调节架的螺丝 1或光 栅调节架的螺丝2,使反射光的衍射光照射在激 光器发光孔内（注意：是选取最亮一个衍射光 斑，即零级衍射光斑）。7.观察光屏上的几个衍射光斑（连线）是否与 光屏刻度横线平行（或重合），如果不平行，则 可通过“前左调节螺丝”或“前右调节螺丝”调淞-ts拿和F®说j.一且至乾前右胃节岸,ra A后同节摞桂;、- J7 hKS前五调节理城”图4光屏调节架节。调节完毕后，如发现零级衍射光斑移动（不在零刻度线上），可以拿走光栅, 通过移动光屏，使零级衍射光斑重新在光屏零刻