您当前的位置:五五电子网电子知识单片机-工控设备综合-其它基于单片机改造迈氏干涉仪自动测量微小长度 正文
基于单片机改造迈氏干涉仪自动测量微小长度

基于单片机改造迈氏干涉仪自动测量微小长度

点击数:7169 次   录入时间:03-04 12:01:58   整理:http://www.55dianzi.com   综合-其它


    系统自动测量的最终结果为多次测量的平均值,由表1可以看出,与理论值非常接近,平均误差为0.06%,远低于手动测量产生的误差。
    测量误差主要来源于△d的测量和条纹计数N。步进电机的步进值为19.53nm,它比微调旋钮的最小刻度100nm还要小80.47nm,提高了对△d测量的准确度,因此误差较小。实验过程中,空气扰动、实验桌的碰撞、外界振动都会产生毛刺信号影响光敏二极管对干涉条纹的检测,产生计数错误,从而产生测量误差。对于较小的毛刺信号,通过编程进行处理,不会对条纹计数产生大的影响,但对于严重的干扰信号,系统无法处理。系统会根据测量的结果自动判断实验误差是否在允许范围内,若不在,将提示重新测量。
4.2 透明薄膜厚度测量
    实验选用标准厚度为80μm的透明薄膜作为测试品,用阿贝折射仪测出此薄膜的折射率n=1.429 4,在一般实验环境下,对薄膜厚度进行了大量的测量,表2所示为测量的一部分数据,其中d1为未插薄膜前彩色条纹出现时动镜的位置,d2为插入薄膜后彩色条纹出现时动镜的位置。

h.JPG


    从表2数据可以算出,测试薄膜厚度的平均值为81.600 1 μm,精度较高(测量薄膜厚度精确到了0.1 nm级)。测量薄膜厚度的误差主要来源于两个方面,△和n的测量。虽然步进电机的步进值较小,但并不能完全消除对△测量的误差,而是将其大大减小了。薄膜上的灰尘不可避免地影响薄膜的折射率n。实验过程中,外界的干扰以及仪器本身因素都会影响测量结果。

5 结语
    基于单片机改造后的迈克尔逊干涉仪可以精确、快速、自动测量激光波长和薄膜厚度。采用非接触法测量薄膜厚度,不会对薄膜造成破坏,扩展了迈克尔逊干涉仪的使用范围,提高了实用性。改装电路元器件价格低廉,组装简单,对迈克尔逊干涉仪的手动测量与外观没有任何影响,促进了光学教学实验仪器的发展,具有一定的市场前景。
    本研究在湖北师范学院物理与电子科学学院刘兴云老师的指导下,由光学实验室与电子电工实验室提供实验器材,经过小组成员的共同努力完成。在此特别感谢刘老师的指导,同时对湖北师范学院物理与电子科学学院和提供过帮助的老师与同学致以深切的谢意与祝福。



上一页  [1] [2] 


本文关键字:测量  单片机  干涉仪  综合-其它单片机-工控设备 - 综合-其它