迈克尔逊干涉仪自动测量微小长度的设计.doc

摘要：本设计用迈克尔逊干涉仪测量纳米级He-Ne激光波长和透明薄膜厚度来体现本设计对微小长度的测量。具体通过单片机系统驱动步进电机来微调鼓轮得到光程差，用光敏二极管检测当相干光源是单色光时稳定变化的干涉条纹光信号，或者当相干光源是白光时插膜前后两次干涉彩纹的光信号，经光电转换电路变为电信号，进而用已编程序把电信号变为显示出光圈变化数量的脉冲计数信号输入到单片机，用已编公式程序处理数据，在LCD上显示出测量结果，实现自动测量微小长度的目的。

关键词  迈克尔逊干涉仪；单片机；步进电机；光电转换电路；微小长度

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

2 系统的工作原理-2

2.1光的干涉原理-2

2.2系统的工作原理-2

2.2.1 He-Ne激光波长的测量原理-3

2.2.2 透明薄膜厚度的测量原理-4

3 系统的组成和硬件设计-5

3.1 光电转换电路的设计-5

3.1.1 LM358运算放大器的介绍-6

3.1.2 He-Ne激光干涉条纹检测电路-6

3.1.3 白光干涉彩纹检测电路-7

3.2 步进电机驱动电路-7

3.2.1 驱动芯片ULN2003的介绍-7

3.2.2 步进电机的工作原理-8

3.2.3 步进电机的连接设计-9

3.3 液晶控制单元的介绍-9

3.4 键盘控制单元的介绍-10

4 系统软件的设计-11

4.1 光电转换部分的脉冲计数程序设计-12

4.2 步进电机驱动及自动调速程序设计-12

5 实验数据与误差分析-13

5.1 He-Ne 激光波长测量-13

5.1.1 测量数据分析-13

5.1.1 测量误差分析-13

5.2 透明薄膜厚度测量-13

5.2.1 测量数据分析-13

5.2.2 测量误差分析-14

结论-15

致谢-16

参考文献-17

附录1 实物展示：-18

附录2 C语言代码-18