激光監(jiān)聽實驗報告

篇一：激光語音竊聽實驗實驗報告激光語音竊聽實驗班級：電研0701姓名：張煜學號：07002002實驗日期：2009.6.3激光語音竊聽實驗一實驗名稱：激光語音竊聽實驗二實驗目的：1了解激光語音竊聽系統(tǒng)基本原理2設計制作完成語音振動源、激光光電接收電路及語音還原電路3學會對系統(tǒng)光路及電路的調整現(xiàn)用氦氖激光實現(xiàn)激光監(jiān)聽，用一個收音機模擬聲源，在揚聲器上有一小鏡子，使激光照射在鏡子上，收音機播音，揚聲器的震動引起激光反射光斑發(fā)生震動，照射在桂光電池上的位置發(fā)生變化。由于鏡子的震動使得反射光帶有聲波的信息，進而使得照射在硅光電池上的面積發(fā)生變化，引起硅光電池輸出電壓的變化，將此電壓放大轉入揚聲器，就可還原為聲源聲音。四實驗器材：激光器，220v轉5v變壓器，硅光電池，lm386芯片，電容若干，電阻若干，導線，面包板，小鏡子，收音機，揚聲器。五實驗步驟：1連接電路如圖1所示圖1激光接收端電路其中d1為硅光電池，連接為反偏，vcc為5v。2將鏡子貼在收音機喇叭上，激光照射在鏡子上，反射光斑照射在硅光電池邊緣。3打開電源，調整光路。六實驗結果：打開音源電源能夠從后方電路中的擴音器中聽到清晰的聲音。光照射硅光電池面積在大概為1/2時效果最好。入射角度越大，距離遠，音質效果較好。七總結：1此實驗利用了硅光電池在受到光照時能夠產生電動勢這種光致電壓效應。根據(jù)照射在硅光電池上的光斑面積的變化轉化的電壓不同還原為聲音信號的原理制成。2激光方向性好，衰減小，傳播距離遠，可作為信息的載體，遠距離傳播信息。3實際情況下人說話的音量小，引起玻璃的震動也很小，較大的入射角和投射至遠距離的激光卻使這種微小的震動放大。入射角越大，接收器離玻璃越遠，放大越明顯。篇二：激光實驗報告激光實驗報告he-ne激光器模式分析實驗目的與要求目的：使學生了解激光器模式的形成及特點，加深對其物理概念的理解；通過測試分析，掌握模式分析的基本方法。對本實驗使用的重要分光儀器一一共焦球面掃描干涉儀，了解其原理，性能，學會正確使用。要求：用共焦球面掃描干涉儀測量he-ne激光器的相鄰縱橫模間隔，判別高階橫模的階次；觀察激光器的頻率漂移記跳模現(xiàn)象，了解其影響因素；觀察激光器輸出的橫向光場分布花樣，體會諧振腔的調整對它的影響。實驗原理激光模式的一般分析由光學諧振腔理論可以知道，穩(wěn)定腔的輸出頻率特性為：vmnq?l1/21lc[q?(m?2n?1)]cos-1[(1—)(1—)]r2?r12?l(17)其中：1一諧振腔長度；r1、r2—兩球面反射鏡的曲率半徑；q一縱橫序數(shù)；m、n一橫模序數(shù)；n一腔內介質的折射率。橫模不同(m、n不同)，對應不同的橫向光場分布(垂直于光軸方向)，即有不同的光斑花樣。但對于復雜的橫模，目測則很困難。精確的方法是借助于儀器測量，本實驗就是利用共焦掃描干涉儀來分析激光器輸出的橫模結構。由(17)式看出，對于同一縱模序數(shù)，不同橫模之間的頻差為：??mn:mn?111/2c1(?m??n)cos-1[(1一)(1—)](18)r1r22?1?其中：6m=m—m'；6n=n—n'。對于相同的橫模，不同縱模間的頻差為??q:q?c?q2?l其中：6q=q—q'，相鄰兩縱模的頻差為??q?c2?l(19)由(18)、(19)式看出，穩(wěn)定球面腔有如圖2—1的頻譜。式除以(19)式得ll?mn:mn1?(?m??n)cos-1[(1—)(1—)]1/2r1r2??q?設：????mn:mn??q；s=1?cos-1[(1—ll)(1?)]1/2r1r26表示不同的兩橫模(比如u00與u比，于是(20)式可簡寫作：10)之間的頻差與相鄰兩縱模之間的頻差之(?m??n)??s(21)只要我們能測出6，并通過產品說明書了解到l、r1、r2(這些數(shù)據(jù)生產廠家常給出)，那么就可以由(21)式求出(6m+6n)。如果我們選取m=n=0作為基準，那么便可以判斷出橫模序數(shù)m、n。例如，我們通過測量和計算求得6m+6n)=2,那么，激光器可能工作于u00、u10、u01、u11、u20、u02。共焦球面掃描干涉儀的基本工作原理共焦球面掃描干涉儀由兩塊鍍有高反射率的凹面鏡構成，如圖2—2。反射鏡的曲率半徑r1=r2=l。圖2-2由于反射鏡的反射率相當高，注入腔內的光束將在腔內多次反射形成多光束，從多光束干涉的角度來看，入射光束中那些滿足干涉相長條件的光譜成分才能透過干涉儀。當光束正入射時，干涉相長的條件為：4?l?m?其中n為折射率；l為腔長；m為一正整數(shù)。我們定義相鄰兩個干涉級之間所允許透射光的頻差為干涉儀的自由光譜范圍：c??f?4?l只要注入光束的頻譜寬度不大于6uf，那么在干涉儀掃描過程中便能逐次透過，若在干涉儀的后方使用光電轉換元件接收透射的光強，再將這種光轉換為電信號輸入到示波器中，于是在示波器的熒光屏上便顯示出如圖1—1那樣的激光頻譜。將該譜圖拍照下來，在讀數(shù)顯微鏡下讀取相應的0值，再求出待測激光器的s值，代入（21）式，即可求出（0m+6n）,進而斷定橫模序數(shù)。實驗設備he-ne激光器、激光電源、小孔光闌、共焦球面掃描干涉儀、鋸齒波發(fā)生器、放大器、示波器等。實驗裝置如下圖圖2-3四.實驗步驟和內容按照實驗裝置圖將其連接好，然后檢查其是否合理。將激光器打開。注意要先弄好在打開開關。注意激光器的安全。調節(jié)光路，先將激光調準直。將光具架上得器件全都拿走，只剩下光闌。然后調節(jié)激光器的旋鈕使激光透過光闌的小孔，注意近調近，遠調遠。使得光闌在光具架上移動時，激光全通過小孔。這時激光就幾乎準直了。將激光打到光闌小孔，調整掃描干涉儀上下左右的位置，使得激光光束能透過小孔中心，在細調干涉儀板架上得兩個方位螺絲，以使從干涉儀腔鏡反射的最高的光點回到光闌小孔的中心附近，這時表明入射光束和掃描干涉儀的光軸基本重合。將放大器的接收部位對準掃描干涉儀的輸出端。接通放大器、鋸齒波發(fā)生器、示波器的電源開關。觀察使波器上展現(xiàn)的頻譜圖，進一步細調干涉儀的兩個方位螺絲，使譜線盡量強，噪聲很小。分辨共焦強球面掃描干涉儀的自由光譜區(qū)，確定示波器橫軸上每cm所對應的頻率數(shù)。觀察多模激光器的模譜，記下其波形及光斑圖形（可在遠場直接觀察），并且（1）測出縱模間隔（2）由干涉儀的自由光譜區(qū)計算激光器相鄰縱模間隔，并與理論值相比較（3）測出縱模個數(shù)，由縱模個數(shù)及相鄰縱模間隔計算出激光器工作物質的增益線寬（通常認為he-ne激光器的多普勒線寬約1300mhz）（4）分析判斷是否存在高階橫模，估計其階詞，并于遠場光斑加以比較根據(jù)橫模的頻率頻譜特征，在同一干涉序k內有幾個不同的橫模，并測出不同的橫模頻率間隔。與理論值比較，檢查辨認是否正確。代入公式（1-5），解出的值。根據(jù)定義，測量掃描干涉序的精細常數(shù)f.為提高測量的準確度，需將示波器的x軸再增幅，此時可利用經過計算后已知的最靠近的模間隔數(shù)值找標尺，重新確定比值，既沒厘米代表的頻率間隔值。改變放電電流，加入小孔，觀察以上因素對激光模式的影響用吹風的方法觀察模譜頻率的漂移和“跳?！爆F(xiàn)象，并解釋其原因五.實驗數(shù)據(jù)及其處理六.實驗體會本次實驗做得不是太好，誤差較大。這個儀器的精確度較高。調節(jié)壓電陶瓷時，壓電陶瓷環(huán)的長度變化量和所加電壓成正比，但變化約為波長量級。同時需緩慢調節(jié)電壓，因為長度的變化需要一定的反應時間，不可忽大忽小，那樣容易損壞儀器。在今后做實驗之前一定要先做好預習，那樣才能深刻理解它的原理，則可以知道該怎么做，才可以在這個基礎上關察更多現(xiàn)象。篇三：激光實驗報告激光技術實驗報告實驗名稱：氦氖激光器實驗實驗內容：1、氦氖激光器的調節(jié)；2、氦氖激光器的輸出功率；3、氦氖激光器的發(fā)散角測量；4、氦氖激光器的模式分析實驗儀器和方法：儀器：氦氖激光器實驗臺，光功率計，鋸齒波發(fā)射器，示波器，刀口，反射鏡等實驗方法：1使用自準直法：用已有的準直氦氖激光器，先調節(jié)氦氖半腔激光器，然后加入輸出鏡，利用準直氦氖激光器調節(jié)輸出鏡，使全反鏡和輸出鏡平行，滿足激光產生的條件。2固定輸出鏡，調至有激光輸出，旋轉輸出鏡傾斜旋鈕，配合功率計，將輸出調至最大，在激光器點燃20分鐘后，測量氦氖激光器的輸出功率隨時間的變化。3利用刀口法測量法，測量功率隨刀口位置的變化曲線，測量傳輸距離，通過數(shù)據(jù)分析得到氦氖激光器的光斑直徑，發(fā)散角。4將氦氖激光器，掃描f-p腔，光電探測器依次排列，并調整至共軸，接示波器，在一個上升沿中觀察氦氖激光器模式，調節(jié)輸出鏡，觀察不同諧振腔的模式并測量模式間頻率間隔。實驗結果與分析在調整過程中，氦氖激光器已經調節(jié)完畢。而且由于儀器的問題，可調節(jié)的范圍很小，細小的變動可能會導致激光無法產生。四.實驗收獲與建議實驗名稱：半導體激光器實驗一?實驗內容：1、半導體激光器發(fā)散角測量；2、半導體激光器偏振性測量；3、半導體激光器輸入輸出特性測量；4、半導體激光器的光譜特性分析二.實驗儀器和方法儀器：半導體激光器、電腦，多通道光譜分析儀，轉臺，偏振片，導軌架，光功率計方法：1轉動轉臺記下光功率計的數(shù)值，測量半導體激光器的發(fā)散角2轉動偏振片，讀出光功率計上的數(shù)值大小，找到最大值和最小值從而測量半導體激光器的偏振性3調節(jié)半導體激光器的電流大小，觀察功率儀的數(shù)值。畫出輸入輸出特性曲線，找到半導體激光器的閾值4使用調節(jié)臺、耦合鏡，將激光耦合進入多通道分析儀。將多通道分析儀的檔位調節(jié)至觀察檔，使用光譜分析軟件，測量半導體激光器的激發(fā)光譜，將多通道分析儀的檔位調節(jié)至ccd檔，逐漸減小半導體激光器的輸入，結合輸入輸出特性測量半導體激光器的熒光光譜。三.實驗結果與分析測量發(fā)散角時長軸方向角度-能量對應關系短