精密干涉仪
《迈克尔逊干涉仪》课件
提高测量精度的措施
使用高精度仪器
选择加工精度高、装配精度高的迈克 尔逊干涉仪，能够减少仪器本身带来 的误差。
细致调整
在实验前对迈克尔逊干涉仪进行细致 的调整，确保干涉条纹完全对齐，以 减小调整误差的影响。
控制环境因素
尽可能在恒温、无气流和振动的环境 中进行实验，以减小环境因素对实验 结果的影响。
重复测量
等方面将更加智能化和自动化。
03
多功能化与拓展应用
未来迈克尔逊干涉仪将进一步拓展应用领域，不仅局限于光学和物理学
，还将应用于化学、生物学等领域，实现更多功能和应用。
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折射率测量
迈克尔逊干涉仪可以用于测量介质的 折射率，这对于光学玻璃、晶体等材 料的检测和表征具有重要意义。通过 干涉仪测量折射率，可以获得高精度 的结果。
光学玻璃的检测
光学玻璃的折射率
迈克尔逊干涉仪可以用于检测光学玻璃的折射率，这对于光学仪器的制造和校准具有关键作用。通过干涉仪测量 折射率，可以确保光学元件的性能和精度。
光学玻璃的均匀性
迈克尔逊干涉仪还可以用于检测光学玻璃的均匀性，即检查玻璃内部是否存在杂质或气泡。通过观察干涉条纹的 变化，可以判断玻璃的质量和加工工艺。
物理实验中的重要工具
基础物理实验
迈克尔逊干涉仪是许多基础物理实验的重要工具，如光速的测量、光的波动性研究等。通过使用迈克 尔逊干涉仪，学生可以深入理解光的干涉原理和波动性质。
暗物质与暗能量研究
迈克尔逊干涉仪可以用于寻找暗物质和暗能量的线索，帮助解决宇宙 学中的重大问题。
迈克尔逊干涉仪在技术领域的应用前景
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量子信息技术
迈克尔逊干涉仪是量子通信和量子计算中的关键 组件，对于量子密钥分发和量子纠缠态的制备具 有重要意义。
激光干涉仪日常使用需注意的事项
激光干涉仪日常使用需注意的事项激光干涉仪是一种用于测量长度变化以及形状改变的精密测量工具。
在实际应用中，使用激光干涉仪需要注意以下事项：1. 安全使用激光干涉仪使用激光技术，因此在使用时需要注意安全问题。
特别是在激光发射时，应尽量避免激光束直接照射人眼，因为激光对眼睛具有破坏性。
使用激光干涉仪时，应戴上适当的防护眼镜以保护双眼。
在连接器和接口处还需注意检查线路是否正确连接，避免发生短路，防止发生电击事故。
2. 操作注意事项使用激光干涉仪进行测量时，应注意以下操作事项：2.1 清洁镜面由于测量精度的高要求，激光干涉仪需要保证测量位置的光路通畅，因此需要在使用前定期清洁镜面。
清洁时应注意使用干净的棉布或专门清洁镜面的纸巾来擦拭，不能使用普通的纸巾和织物等材料，以免刮伤镜面。
2.2 避免光源遮挡在进行测量时，应避免被测物体遮挡光源，这样会导致干涉光路无法正常形成，造成测量误差。
2.3 避免环境光干扰激光干涉仪在环境光较强的情况下容易受到干扰，会导致测量结果失准。
因此使用时应尽量避免在有直射光线的地方使用。
在使用时应关闭室内强光源、卸下手表和首饰等反光性物体，并在测量的时候采用防干扰措施进行保护。
2.4 保持仪器水平使用激光干涉仪时应保持仪器水平，尽量避免颠簸和震动，因为任何形式的移动和震动都会对测量结果产生干扰，导致误差增多。
3. 仪器维护激光干涉仪是一件精密仪器，在日常使用中，要注意长期维护和保养。
需要定期对激光干涉仪进行检查和校准，以确保测量结果准确。
在仪器存放时，要尽量保持仪器干燥、不受潮湿、不受环境温度引起的影响。
以上是使用激光干涉仪时需要注意的几个方面，只有在细心用心的操作下，才能够更加准确稳定地获取到精度精细的测量结果。
迈克尔逊干涉仪测量多物理量的精确测度
迈克尔逊干涉仪测量多物理量的精确测度【摘要】迈克尔逊干涉仪是一种精密的光学测量仪器，通过干涉现象实现对多种物理量的精确测量。
本文首先介绍了迈克尔逊干涉仪的基本原理，包括光的干涉和干涉条纹的形成。
随后讨论了在干涉条纹的观察过程中如何测量长度、折射率以及表面粗糙度等物理量。
结尾部分探讨了迈克尔逊干涉仪在科学研究中的应用前景，指出了其在精密测量领域的重要性和潜在的发展方向。
通过本文的介绍，读者可以更好地了解迈克尔逊干涉仪的基本原理和测量方法，以及其在科学研究和工程领域的重要作用。
【关键词】迈克尔逊干涉仪、精确测量、基本原理、干涉条纹、测量长度、测量折射率、测量表面粗糙度、应用前景、科学研究、重要性、发展方向1. 引言1.1 迈克尔逊干涉仪测量多物理量的精确测度迈克尔逊干涉仪是一种经典的光学仪器，利用干涉现象来测量光学元件的性能。
它具有高精度、高灵敏度的特点，可以用来测量多种物理量，如长度、折射率和表面粗糙度等。
通过干涉条纹的观察，可以准确测量物体的长度，甚至可以达到亚微米级的精度。
利用干涉仪测量样品的折射率，可以帮助确定样品的光学性质，对材料的研究起着至关重要的作用。
干涉仪还可以用来测量表面的粗糙度，帮助优化光学元件的表面质量。
迈克尔逊干涉仪在科学研究中具有重要意义，它不仅可以帮助科学家们进行精确的实验测量，还可以用来验证光学理论。
随着现代科学技术的不断发展，迈克尔逊干涉仪的应用前景也变得越来越广阔。
未来，随着光学仪器技术的进步，迈克尔逊干涉仪有望在更多领域发挥重要作用，为科学研究和技术发展提供更多可能性。
2. 正文2.1 基本原理迈克尔逊干涉仪是一种经典的干涉实验装置，利用光的干涉原理来测量光的一系列物理量。
在迈克尔逊干涉仪中，光源射到分束板上后被分为两路，一路光线经过反射镜反射后再次汇聚在屏幕上，另一路光线直接到达屏幕上。
当两路光线相遇时，会发生干涉现象，形成一系列干涉条纹。
迈克尔逊干涉仪的基本原理是基于杨氏双缝干涉原理，即光线经过两个相距很近的狭缝后会产生干涉现象。
高精度激光干涉仪的调试步骤与测量结果分析方法
高精度激光干涉仪的调试步骤与测量结果分析方法激光干涉仪是一种用于测量光程差的精密仪器，在科研、工业制造和生物医学等领域得到了广泛应用。
高精度激光干涉仪能够实现亚纳米级的测量精度，因此其调试步骤和测量结果分析方法非常关键。
一、激光干涉仪的调试步骤1. 光学路径的校准：激光干涉仪中最重要的部分是干涉仪的光路。
首先要保证光源的稳定性和亮度，通常使用氦氖激光器作为光源，并使用聚焦透镜获得平行光。
然后要调整两束光线的平行度，使用准直器或像差调节器进行调整。
最后，通过调整反射镜和平行板的位置，使两束光线相互平行，保证光束之间的光程差为零。
2. 干涉图案的调试：将两束光线合并后，会出现一条干涉条纹。
通过调节平行板的角度或物镜的位置，可以调整干涉条纹的间距和亮度。
要使条纹清晰且对称，可以适当调整反射镜的位置。
3. 线性度和非线性度的校准：利用参考杆来测试激光干涉仪的线性度和非线性度。
将参考杆平行放置在干涉仪的测量平台上，测量不同位置处光程差与参考杆长度的关系。
通过分析这些数据，可以得到激光干涉仪的线性度和非线性度，并进行校准。
4. 测量系统误差的校正：激光干涉仪在实际测量中可能存在系统误差，如温度变化、机械振动等。
通过在实验中引入补偿措施，可以对这些误差进行校正。
例如，可以在实验过程中保持温度稳定，使用防振设备减小机械振动对测量的影响。
5. 预处理与信号分析：在测量过程中，激光干涉仪会产生一系列干涉信号。
这些信号需要进行预处理和信号分析，以获得最终的测量结果。
常用的方法包括锁相放大器、频谱分析仪等。
二、测量结果分析方法1. 干涉条纹解析：干涉仪产生的干涉条纹是通过测量光程差得到的。
根据不同的应用需求，可以利用不同的方法对条纹进行解析，如三角法、Fourier变换等。
解析干涉条纹可以得到物体的形貌信息和变形分布等。
2. 测量结果精度评估：对于高精度激光干涉仪的测量结果，需要进行精度评估来判断测量结果的可靠性。
常用的方法包括误差分析、重复性测试和对比实验等。
迈克尔杰克逊干涉仪发展史
迈克尔杰克逊干涉仪发展史
迈克尔逊干涉仪,是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。
它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。
通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。
主要用于长度和折射率的测量，若观察到干涉条纹移动一条，便是M2的动臂移动量为λ/2，等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。
在近代物理和近代计量技术中，如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着
重要的应用。
利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪迈克尔逊干涉仪的应用
1、迈克耳孙-莫雷实验：观测以太风，并得出以太不存在的结论
2、激光干涉引力波：通过迈克尔逊干涉仪测量由引力波引起的激光的光程变化
3、行星的探测：迈克尔逊干涉仪用于寻找太阳系外行星
4、迈克耳孙干涉仪还在延迟干涉仪，即光学差分相移键控解调器（Optical DPSK）的制造中有所应用，这种解调器可以在波分复用网络中将相位调制转换成振幅调制。
5、测量气体固体的折射率
6、测量光波的波长
干涉仪的种类
太曼格林(Twyman Green)干涉仪、菲索(Fizeau)干涉仪、麦克詹達干涉仪(Mach-Zender)、剪像(shearing)干涉计及麦克森(Michelson)干涉仪、法布里－派洛(Fabry-Perot)干涉仪sagnac干涉仪、激光干涉仪、Zygo干涉仪、F-P光纤干涉仪
等倾干涉的特点：
1、d一定的时候，靠近中心的干涉圆环角度越大，干涉条纹中间系数边缘密集
2、角度一定的时候d越小，角度变化越大，条纹随着d的减小而变得稀疏。
zygo干涉仪
zygo干涉仪1. 引言干涉测量是一种非常重要的光学测量技术，广泛应用于工业制造、材料检测、精密测量等领域。
zygo干涉仪是一种高精度的干涉仪器，具有可靠性高、测量精度高、操作简便等特点，在物体形貌测量、光学元件表面质量检测等方面有着广泛的应用。
2. zygo干涉仪的原理zygo干涉仪基于激光干涉原理，利用干涉比较测量的方法来获取待测物体的表面形状、表面质量等参数。
主要包括两个核心部分：激光干涉仪和信号处理系统。
2.1 激光干涉仪激光干涉仪是zygo干涉仪的核心部分，它主要由激光器、分束器、反射镜、衍射光栅、像差补偿系统等组成。
•激光器：激光器产生单色、相干性好的激光光源，通常采用氦氖激光器。
•分束器：将来自激光器的光束分成两束，一束作为参考光束，另一束照射到待测物体上。
•反射镜：将待测物体反射回激光干涉仪，与参考光束进行干涉。
•衍射光栅：衍射光栅用于分离干涉光，提供测量干涉光波面的行程差信息。
•像差补偿系统：可根据待测物体表面形状的不同，调整光路，消除干涉图像中的像差。
2.2 信号处理系统zygo干涉仪的信号处理系统主要是将测得的干涉图像转化成数字信号，并通过数学算法对图像进行处理，最终得到待测物体表面形貌、表面质量等参数。
信号处理系统通常包括光电转换模块、数据采集卡、计算机等。
光电转换模块将干涉图像转换成电信号，数据采集卡将电信号转换成数字信号，计算机对数字信号进行处理和分析。
3. zygo干涉仪的应用zygo干涉仪具有测量精度高、表面形貌检测范围广、使用灵活等特点，因此在多个领域有广泛的应用。
3.1 光学元件表面质量检测zygo干涉仪可以用于光学元件的表面形貌检测和表面质量评估。
通过测量元件的表面高度数据、表面粗糙度等参数，可以判断元件表面是否达到要求，并对表面缺陷进行定量评估。
3.2 材料形貌测量zygo干涉仪可以用于材料形貌的测量，例如金属、陶瓷、半导体等材料的表面形状、平坦度等参数测量。
干涉仪的原理
干涉仪的原理
干涉仪是一种利用光学干涉现象来测量物体表面形貌、光学薄膜厚度、光学材料的折射率等的精密光学仪器。
它的原理基于光的波动性质和干涉现象，通过光的干涉来实现对被测物体的精密测量。
干涉仪的原理主要包括光的波动性质、干涉现象和干涉图样的分析。
首先，干涉仪的原理基于光的波动性质。
光是一种电磁波，具有波动性质。
当光波遇到不同介质界面时，会发生反射和折射现象，从而产生干涉现象。
在干涉仪中，利用光的波动性质来实现对被测物体的测量。
其次，干涉仪的原理涉及到干涉现象。
干涉是指两个或多个光波相遇时产生的波的叠加现象。
当两束相干光波相遇时，它们会产生明暗条纹的干涉图样。
这些干涉条纹的位置和间距与被测物体的形貌、厚度等参数有密切的关系。
通过对干涉条纹的分析，可以得到被测物体的相关参数。
最后，干涉仪的原理还涉及到干涉图样的分析。
干涉图样是由干涉光波产生的明暗条纹组成的图样。
通过对干涉图样的观察和分析，可以得到被测物体的形貌、厚度等信息。
根据干涉图样的变化，可以推断出被测物体的性质和参数。
总之，干涉仪的原理是基于光的波动性质和干涉现象，通过对干涉图样的分析来实现对被测物体的精密测量。
它在科学研究、工业生产和医学诊断等领域都有着重要的应用价值。
希望本文对干涉仪的原理有所帮助，谢谢阅读！。
干涉仪的使用方法-概述说明以及解释
干涉仪的使用方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述干涉仪是一种非常重要的光学仪器，用于测量光波的干涉现象。
通过观察和分析光波的干涉现象，可以得到有关光波性质的重要信息，例如波长、相位差等。
在科学研究、工程应用和教学实验等领域都有广泛的应用。
本文将介绍干涉仪的原理、分类和使用方法，帮助读者更深入地了解和掌握这一重要的光学仪器。
在正文部分，我们将详细介绍干涉仪的原理，包括干涉现象的基本概念和干涉仪的工作原理。
其次，我们将介绍干涉仪的分类，根据不同的工作原理和结构特点进行分类，使读者对干涉仪有更清晰的认识。
在正文的最后，我们将介绍如何正确使用干涉仪，包括使用步骤、注意事项等。
通过本文的介绍和讲解，读者将能够更好地理解和掌握干涉仪的使用方法，为科学研究和工程应用提供帮助。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文主要分为三部分：引言、正文和结论。
- 引言部分主要介绍了本文的背景和目的，以及文章结构的概要。
- 正文部分将详细介绍干涉仪的原理、分类和使用步骤，帮助读者了解干涉仪的基本知识和操作方法。
- 结论部分将总结干涉仪的使用方法，并展望其未来的应用前景，最后给出结语。
通过这样的结构安排，可以帮助读者系统地了解干涉仪的使用方法，同时也为后续的研究和实践提供了参考和指导。
1.3 目的干涉仪是一种重要的光学仪器，它广泛应用于科研领域、工程技术和生产实践中。
本文的目的是介绍干涉仪的使用方法，帮助读者了解干涉仪的原理、分类以及正确的操作步骤。
通过深入探讨干涉仪的使用方法，希望读者能够掌握干涉仪的使用技巧，提高实验的准确性和效率。
同时，为了推动干涉仪在各个领域的应用和发展，本文还将展望干涉仪的未来应用前景。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解干涉仪的使用方法，为实验和研究工作提供有力的支持。
2.正文2.1 干涉仪的原理干涉仪是一种利用光的干涉现象进行测量的仪器。
其原理基于光的波动性质，当两束光波相遇时，它们会互相叠加产生干涉条纹，从而揭示出样品表面的微小变化或者检测光的性质。
激光干涉仪测量原理及应用
激光干涉仪测量原理及应用激光干涉仪是一种基于干涉原理的精密测量仪器，广泛应用于科学研究、工业制造和医疗领域。
本文将介绍激光干涉仪的测量原理、测量对象以及应用领域。
一、测量原理激光干涉仪利用激光光束的干涉现象进行测量。
首先，通过激光发生器产生一个相干的激光束，然后将光束分为两束，其中一束通过参比光路径传播，另一束通过待测物体的表面反射。
两束光束重新合并后，通过干涉现象形成干涉条纹。
根据干涉条纹的变化，可以计算出待测物体的表面形态、位移或变形信息。
在激光干涉仪中，常用的测量原理有两条著名的分支：相位差法和长度差法。
1. 相位差法相位差法通过测量干涉条纹的相位差来确定待测物体的形态、位移或变形信息。
当待测物体发生形变或位移时，相位差会发生变化。
利用激光干涉仪测量相位差，并通过相位差与位移间的关系，可以获得待测物体的位移信息。
2. 长度差法长度差法通过测量干涉条纹的长度差来确定待测物体的形态、位移或变形信息。
待测物体的表面形态、位移或变形导致光程差的改变，进而影响干涉条纹的长度差。
通过测量长度差，并通过长度差与位移间的关系，可以获得待测物体的位移信息。
二、测量对象激光干涉仪广泛应用于各个领域的测量任务中，包括科学研究、工业制造和医疗领域。
1. 科学研究在科学研究领域，激光干涉仪常用于测量微小位移和形变。
例如，在光学领域，激光干涉仪可用于测量光学元件的表面形态和位移，以及光学系统的变形；在材料科学中，激光干涉仪可用于测量材料的热膨胀、压力变形等。
2. 工业制造在工业制造领域，激光干涉仪被广泛应用于检测和测量任务中。
例如，激光干涉仪可以用于检测零件的形状和尺寸，以确保制造过程的准确性和一致性。
此外，激光干涉仪还可以用于测量机械零部件的运动、振动和变形。
3. 医疗领域在医疗领域，激光干涉仪被应用于眼科手术和体内干涉成像。
在眼科手术中，激光干涉仪可以测量眼角膜的形态和厚度，以辅助眼科医生进行手术；在体内干涉成像中，激光干涉仪可以测量生物组织的纤维结构和表面形态，以帮助医生进行疾病诊断。
激光干涉仪原理
激光干涉仪原理激光干涉仪是一种利用激光干涉现象来测量物体表面形状、薄膜厚度、折射率等参数的精密光学仪器。
其原理基于激光的相干性和干涉现象，通过激光光束的分束、干涉和合束，实现对被测物体的精密测量。
激光干涉仪的原理主要包括干涉、分束、合束和干涉图样的形成。
首先，激光干涉仪利用激光的相干性，使得两束光线相互叠加形成干涉条纹。
当两束相干光线相遇时，由于光波的叠加效应，形成明暗交替的干涉条纹，通过测量干涉条纹的位置和形态，可以得到被测物体的形状和参数信息。
其次，激光干涉仪通过分束器将激光光束分为两束，分别照射到被测物体表面，然后再利用合束器将两束光线重新合成一束，使得两束光线相互干涉，形成干涉条纹。
通过测量干涉条纹的位置和形态变化，可以得到被测物体表面的形状信息。
激光干涉仪的干涉图样是由两束相干光线相互叠加形成的，其形态和位置的变化与被测物体的形状和参数密切相关。
通过对干涉图样的分析和处理，可以得到被测物体的形状、薄膜厚度、折射率等参数信息。
总的来说，激光干涉仪利用激光的相干性和干涉现象，通过分束、干涉和合束的过程，实现对被测物体的精密测量。
其原理简单而又精密，广泛应用于工业制造、科学研究、医学诊断等领域，为精密测量提供了重要的技术手段。
激光干涉仪的应用非常广泛，包括但不限于工业制造中的零件测量、表面质量检测、薄膜厚度测量；科学研究中的光学实验、材料表征、精密测量；医学诊断中的眼底成像、生物组织测量等。
随着激光技术的不断发展和完善，激光干涉仪的应用领域将会更加广阔，为各行各业的精密测量提供更加可靠、精准的技术支持。
综上所述，激光干涉仪利用激光的相干性和干涉现象，通过分束、干涉和合束的过程，实现对被测物体的精密测量。
其原理简单而又精密，应用广泛，为精密测量提供了重要的技术手段。
随着激光技术的不断发展，激光干涉仪的应用领域将会更加广阔，为各行各业的精密测量提供更加可靠、精准的技术支持。
干涉仪工作原理
干涉仪工作原理
干涉仪是一种用来测量光的干涉现象的精密仪器，它的工作原理基于光的波动性和干涉原理。
当多个波长相同、相干的光线在空间中相遇时，它们会产生干涉现象。
干涉仪利用这种现象进行测量，主要有两种类型：Michelson干涉仪和Fabry-Perot干涉仪。
Michelson干涉仪由一个光源和两个可移动的反射镜组成。
光
源发出的光经过分束器分成两束，分别通过两个反射镜反射后再次汇聚。
当两束光线汇聚后，它们会发生干涉，这种干涉会在接收屏幕上形成干涉条纹。
通过移动其中一个反射镜，可以改变两束光线之间的光程差，从而改变干涉条纹的位置。
通过准确测量光程差的改变，可以得到待测量物体的参数。
Fabry-Perot干涉仪则由两个平行的反射镜构成，形成一个Fabry-Perot腔。
光线从一个反射镜进入腔内，在腔内来回多次反射，形成多重反射干涉。
只有满足一定条件的波长才能在腔内形成干涉峰，其他波长的光线则被剔除。
通过调节反射镜的间距，可以改变满足干涉条件的波长，从而实现波长选择性的测量。
两种干涉仪的工作原理都基于波长选择性的干涉，通过改变光线的光程差或腔内的干涉条件，可以得到待测量物体的相关参数，如形变、折射率等。
干涉仪在光学测量领域具有广泛应用，例如光学检测、薄膜测量、表面形貌测量等。
激光干涉仪工作原理
激光干涉仪工作原理激光干涉仪是一种利用激光干涉原理测量物体表面形貌、位移、振动等参数的精密光学仪器。
它主要由激光器、分束器、反射镜、光电探测器和信号处理系统等组成。
激光干涉仪的工作原理是基于激光的干涉现象，通过测量光波的相位差来实现对被测物理量的测量。
首先，激光器产生一束高度相干的激光光束，经过分束器分成两束光线，分别照射到被测物体表面并被反射回来。
这两束光线再次汇聚在分束器处，形成干涉条纹。
当被测物体发生微小位移或形貌变化时，其表面反射的光程差也会发生变化，导致干涉条纹位置发生移动。
通过测量干涉条纹的位移，可以计算出被测物体的位移量。
激光干涉仪的工作原理基于干涉现象，利用光波的相位差来测量被测物理量。
在干涉条纹的形成过程中，两束光线的相位差决定了干涉条纹的位置。
当两束光线的相位差为整数倍的波长时，它们将加强干涉，形成亮条纹；当相位差为半波长的奇数倍时，它们将相互抵消，形成暗条纹。
因此，通过测量干涉条纹的移动，就可以得到被测物体的微小位移量。
激光干涉仪在工业、科研和医疗等领域有着广泛的应用。
在工业领域，它可以用于测量零件的尺寸、形貌和表面质量，实现精密加工和质量控制；在科研领域，它可以用于研究微小振动、形变和位移等参数，提供实验数据支持；在医疗领域，它可以用于眼底血管的形态学和血流动力学参数的测量，为临床诊断提供重要参考。
总之，激光干涉仪是一种基于激光干涉原理的精密光学测量仪器，通过测量干涉条纹的位移来实现对被测物理量的测量。
它在工业、科研和医疗领域有着广泛的应用前景，为实现精密测量和科学研究提供了重要的技术手段。
高精度低相干干涉仪原理
高精度低相干干涉仪的基本原理1. 介绍高精度低相干干涉仪是一种测量光学相位差的精密仪器，其原理基于干涉比较的方法。
高精度低相干干涉仪具有高精度、高分辨率、抗噪声能力强的特点，在光学测量和精密仪器中得到广泛应用。
2. 干涉现象在单色光照射下，当光波通过两个光学路径并重新合成时，会出现干涉现象。
干涉现象是指两束光波叠加后形成明暗相间的干涉条纹。
干涉现象的产生是由于光的波动性质引起的。
当两束光波相遇时，它们会相互作用并发生叠加，根据叠加的结果，可以得到不同的干涉效果。
3. 光程差和相位差在干涉现象中，两束光波的相位差起着关键作用。
相位差表示的是两束光波的振动的起点之间的差异。
通过改变光的传播路径，可以改变相位差的大小。
光程差是指两束光波传播路径的长度差，通常用符号ΔL或Δx表示。
光程差与相位差之间存在着简单的线性关系。
光程差ΔL与相位差Δφ的关系可以通过以下公式表示：ΔL = λΔφ / (2π)其中，λ是光的波长。
4. 干涉仪的构成和工作原理高精度低相干干涉仪通常由两个关键部分组成：光源和干涉仪。
4.1 光源高精度低相干干涉仪中常用的光源是激光。
激光具有单色性好、亮度高的特点，能够产生稳定且相干度较高的光束。
4.2 干涉仪高精度低相干干涉仪通常采用迈克尔逊干涉仪的结构。
迈克尔逊干涉仪由半透镜、分束器、反射镜和检测器等主要组成。
光从光源经过分束器分为两束，分别经过两个光路，再通过反射镜反射回来重新合成。
分束器部分光束透射，部分光束反射，使得原本平行的两束光相交形成干涉。
通过调整一个反射镜的位置，可以改变光的传播路径长度，从而改变光程差。
当光程差满足一定条件时，会形成明亮的干涉条纹；当光程差改变时，干涉条纹会随之移动，颜色也会发生变化。
4.3 干涉条纹的解释干涉条纹的出现是由于光程差造成的相位差改变。
当两束光波的相位差为整数倍的2π时，相长干涉发生，形成明亮的条纹；当相位差为奇数倍的π时，相消干涉发生，形成暗的条纹。
激光干涉仪的使用方法和技巧
激光干涉仪的使用方法和技巧激光干涉仪（Laser Interferometer）是一种常用于测量物体长度和表面形貌等精密测量的仪器。
本文将介绍激光干涉仪的基本原理、使用方法和技巧，以帮助读者更好地应用激光干涉仪进行精密测量。
一、激光干涉仪的基本原理激光干涉仪基于干涉现象进行测量。
激光光源发出的单色光通过分束板分成两束光，然后分别经过两个光路，最后再次汇聚到一起。
当两束光的相位差为整数倍的波长时，两束光相互叠加干涉，形成明暗交替的干涉条纹。
通过测量干涉条纹的特征，可以计算出被测物体的长度、形状等信息。
二、激光干涉仪的使用方法1. 准备工作在使用激光干涉仪之前，需要确保仪器处于良好的工作状态。
首先，检查激光光源是否正常工作，确保光束的稳定性和质量。
其次，校准激光干涉仪的光路，确保两束光在汇聚时能够产生明确的干涉条纹。
2. 调整测量位置将激光干涉仪放置在待测物体的旁边或上方，并使用调节装置将光束对准物体表面。
确保光束垂直于物体表面，以获得准确的测量结果。
3. 观察干涉条纹打开激光干涉仪的显示屏或调节装置上的干涉条纹显示功能。
观察干涉条纹的形态和变化，根据实际测量需求调整光路或物体位置，使干涉条纹清晰可辨。
4. 实施测量根据所需测量的参数，选择合适的测量模式和功能。
根据干涉条纹的特征，采集测量数据，并使用仪器自带的软件或计算工具进行数据处理和分析。
三、激光干涉仪的使用技巧1. 注意环境条件激光干涉仪对环境条件相对敏感，尤其是光线和振动。
在测量过程中，尽量避免光线的干扰，选取较为安静的环境。
如果必要，可以使用隔离罩或振动吸收装置来降低外界环境对测量的影响。
2. 规避反射干扰激光干涉仪对光线的反射比较敏感，测量时应注意避免光线被反射到其他表面上，产生干涉干扰。
可以通过调整光源角度、使用吸光材料等方式减少反射干扰。
3. 熟悉仪器功能熟悉激光干涉仪的各种功能和测量模式，合理选择并设置相应的参数。
根据不同测量对象和要求，调整仪器的测量范围、采样率、干涉条纹的对比度等，以获得最佳的测量结果。
激光干涉仪原理介绍
激光干涉仪原理介绍激光干涉仪（Interferometer）是一种基于干涉原理的精密测量仪器。
它利用激光的相干性和波动性，通过测量光程差或位相差的变化，可以对物体的长度、形状、表面质量等进行高精度的测量。
本文将介绍激光干涉仪的原理、构成和使用方法。
一、激光干涉原理激光干涉仪的基本原理是激光光束的干涉，干涉是指两个或多个波的叠加形成的干涉图案。
激光干涉仪一般是利用两束平行或近似平行的激光光束进行干涉。
当两束光束相遇时，由于光的波动性，会产生相长相消的干涉条纹。
根据干涉条纹的变化，可以测量物体表面的形状、光程差等。
二、激光干涉仪的构成1.激光器：激光干涉仪使用的激光器一般是氦氖激光器或半导体激光器，能够提供稳定的、单色、相干光源。
2.分束器：分束器是将激光光束分为两束平行的光束的光学元件，常用的分束器有半反射镜或分波镜。
分束器分为两个光路，一个称为参考光路，另一个称为测量光路。
3.反射镜：反射镜用于将分离出的两束光束反射回归并形成干涉。
反射镜一般被安置在待测物体的两端，将参考光束和测量光束反射回到检波器。
4.检波器：检波器用于测量干涉条纹的强度和位置。
常用的检波器有光电二极管和CCD相机等。
它将干涉图案转化为电信号，方便进行数据分析和处理。
三、激光干涉仪的使用方法1.相对干涉法：相对干涉法是通过比较两个物体之间的长度差异来测量物体的形状或表面质量。
在测量时，将待测物体和参考物体分别安置在两个光路中。
随后，根据两个干涉图案的变化，可以计算出两个物体之间的长度差异。
2.绝对干涉法：绝对干涉法是通过测量干涉图案中的位相差来进行测量。
在测量时，同时测量待测物体和参考物体表面的干涉图案。
通过分析两个干涉图案的位相差，可以计算出物体表面的形状和高度差。
应用领域：在制造业中，激光干涉仪常用于测量工件的形状、平整度和表面光洁度。
例如，在光学元件的制造中，可以使用激光干涉仪来精确测量元件的曲率和表面误差。
在科学研究中，激光干涉仪可用于测量物体的振动、变形和位移等动态过程。
精密光学测量的技术与设备
精密光学测量的技术与设备精密光学测量是一种利用光学原理和技术进行测量的方法，广泛应用于工程、科学研究、医学等领域。
精密光学测量技术的发展离不开先进的测量设备，下面将介绍一些常用的精密光学测量技术和设备。
一、干涉测量技术干涉测量技术是精密光学测量中常用的一种方法，它利用光的干涉现象来测量被测量体的形状、表面质量等参数。
常见的干涉测量技术包括干涉仪、激光干涉仪、干涉显微镜等。
1. 干涉仪干涉仪是一种利用光的干涉原理进行测量的仪器，常用于测量光学元件的表面形貌、平面度等参数。
干涉仪的精度高，测量结果准确可靠，被广泛应用于光学制造、半导体制造等领域。
2. 激光干涉仪激光干涉仪是一种利用激光光源进行干涉测量的仪器，具有测量速度快、精度高的特点。
激光干涉仪广泛应用于工程测量、材料表面检测等领域，是精密光学测量中的重要设备。
3. 干涉显微镜干涉显微镜是一种将干涉技术与显微镜相结合的测量设备，可以实现对微小结构的高精度测量。
干涉显微镜在微电子制造、生物医学等领域有着重要的应用价值。
二、激光测量技术激光测量技术是利用激光器作为光源进行测量的一种方法，具有测量速度快、精度高的优点。
常见的激光测量技术包括激光测距仪、激光扫描仪、激光干涉仪等。
1. 激光测距仪激光测距仪是一种利用激光脉冲测量距离的设备，可以实现对目标距离的高精度测量。
激光测距仪广泛应用于地形测量、建筑测量等领域，为精密测量提供了重要的技术支持。
2. 激光扫描仪激光扫描仪是一种利用激光束扫描目标进行测量的设备，可以实现对目标表面的三维重建。
激光扫描仪在工业设计、文物保护等领域有着重要的应用，为精密测量提供了新的思路和方法。
3. 激光干涉仪激光干涉仪是一种利用激光干涉原理进行测量的设备，具有高精度、非接触测量的优点。
激光干涉仪广泛应用于光学元件检测、工件表面质量检测等领域，为精密光学测量提供了重要的技术手段。
三、光学显微镜光学显微镜是一种利用光学放大原理观察微观结构的设备，常用于生物学、材料科学等领域的研究。
迈克耳孙干涉仪的调节和使用
迈克耳孙干涉仪的调节和使用迈克耳孙干涉仪（Michelson Interferometer）是一种常用的精密光学仪器，用于测量光的波长、折射率、光程差等物理量，广泛应用于光学实验中。
下面将对迈克耳孙干涉仪的调节和使用进行详细介绍。
一、迈克耳孙干涉仪的结构当一个光源射向迈克耳孙干涉仪的入射光学系统中时，光线将被镜1反射并与镜2的反射光线相交，然后再次反射而出。
这种干涉现象可以通过调节镜2的位置实现，从而产生干涉图样。
二、调节迈克耳孙干涉仪1.调节两个镜面平行：首先，通过调节镜2的位置，使得干涉斑变得清晰。
然后，利用调节镜2的水平旋钮，观察干涉斑的移动情况。
若干涉斑逐渐移动，说明两个镜面不平行，需要反复调节镜2的位置，直到干涉斑的移动完全停止，达到镜面平行。
2.调节两个镜面垂直：在镜面平行的基础上，使用调节螺丝将镜2微微转动，每次转动一小步，并观察干涉斑的移动情况。
若干涉斑的移动方向逆转，则说明两个镜面不垂直，需要逐渐调整镜2的角度，直到干涉斑的移动方向不再改变。
3.调节光程差：将半透镜调节到合适位置，使得光程差为零。
此时，观察干涉斑的变化，若干涉斑发生移动，则需要适当调整半透镜，使得干涉斑保持稳定。
三、使用迈克耳孙干涉仪1.测量光的波长：通过改变光源的波长，观察干涉斑的移动情况。
利用迈克耳孙干涉仪的干涉现象特点，可以计算出光的波长。
2.测量折射率：将待测物体放入迈克耳孙干涉仪的光路中，通过观察干涉斑的变化，可以获得待测物体的折射率信息。
3.测量光程差：调节迈克耳孙干涉仪的光程差，观察干涉斑的变化情况。
通过测量干涉斑的移动距离，可以确定光程差的大小。
4.测量精度提高：在使用迈克耳孙干涉仪时，要密切注意环境的稳定性，避免振动和温度变化对干涉斑的干扰。
此外，注意避免干涉斑的模糊或重叠现象，可适当调整光源的亮度或透镜的位置。
综上所述，迈克耳孙干涉仪是一种精密的光学仪器，通过调节和使用迈克耳孙干涉仪，可以测量光的波长、折射率、光程差等重要物理量。
迈克尔逊干涉 光程差公式
迈克尔逊干涉光程差公式
摘要：
一、迈克尔逊干涉仪原理简介
二、光程差与干涉条纹的关系
三、光程差公式的推导与应用
正文：
一、迈克尔逊干涉仪原理简介
迈克尔逊干涉仪是一种精密光学仪器，主要用于研究光的干涉现象。
它的基本构造包括光源、分束镜、两个反射镜和一个观察屏。
光源发出的光束经过分束镜分成两束，分别经过两个反射镜反射后再次汇合，在观察屏上形成干涉条纹。
二、光程差与干涉条纹的关系
光程差是指两束光在经过反射镜反射后，再次汇合时的相位差。
干涉条纹的产生是由于两束光的相位差引起的。
当光程差为整数倍的波长时，两束光的相位差为2nπ（n为整数），干涉条纹表现为亮纹；当光程差为半个波长时，相位差为π，干涉条纹表现为暗纹。
三、光程差公式的推导与应用
光程差的计算公式为：
光程差（δ）= 2 * λ * (n1 - n2)
其中，λ为光的波长，n1和n2分别为两个反射镜的折射率。
这个公式在实际应用中具有重要意义，例如在测量折射率的变化、检测光
学元件的厚度变化等方面。
通过测量干涉条纹的变化，可以计算出光程差的变化，从而得到折射率或厚度等相关信息。
总之，迈克尔逊干涉仪通过测量光程差和干涉条纹的关系，为我们研究光的干涉现象提供了强大的工具。
激光干涉仪日常需要的维护
激光干涉仪日常需要的维护激光干涉仪是一种精密的测量仪器，广泛应用于各种工业、科研和实验室环境中。
为了保证激光干涉仪的准确性和可靠性，在使用过程中需要对其进行日常维护。
本文将介绍激光干涉仪日常需要的维护事项及具体操作方法。
1.日常清洁在使用激光干涉仪之前，需要对仪器进行彻底清洁。
为了避免对仪器产生损害，应该使用适当的工具和方法进行清洁。
通常可以采用以下步骤进行清洁操作：•首先，使用擦拭布或棉纱球将激光干涉仪表面的灰尘、油渍和脏污擦拭干净。
•其次，用清洁棉球或毛刷轻轻地清洁所使用的测量环和衍射光栅等器件。
•最后，使用清洁剂对仪器表面进行消毒处理。
在使用过程中，还应定期清洗光路，以确保激光束能够正常传输。
具体操作方法为：使用气缸吹掉光路上的灰尘和杂物，然后用干燥的玻璃纸或棉纱清洁光路。
2.定期校准激光干涉仪随着使用时间的延长，仪器的精度会逐渐下降。
为了保证测量精度，需要定期对激光干涉仪进行校准和测试。
具体操作方法如下：•首先，对激光输出功率进行检查和调整。
在校准前要先将激光器加热至恒定温度，然后调整激光输出功率的大小和稳定性。
•其次，调整激光束的位置和方向。
需要保证光路朝向正确，激光束没有发生弯曲或偏移。
•最后，进行干涉图的校准，保证干涉图比较合适，没有扭曲变形。
3.保持稳定的温度和湿度激光干涉仪的工作需要一定的温度和湿度条件。
如果环境温度或湿度变化过大，则会导致仪器的精度出现偏差。
因此，需要在使用过程中保持稳定的温度和湿度环境。
•温度控制：一般要求激光干涉仪的使用温度在20~25℃之间，且由于大气压力不同，要进行温度的修正。
•湿度控制：过高或过低的湿度都会影响激光干涉仪的测量精度，因此需要保持相对湿度稳定。
4.注意维护润滑及防尘激光干涉仪内部需要使用大量的精密光学，为了防止灰尘进入机器，造成光学元件污染，应该经常擦拭或清洗。
在加脂等进行光路组装和电路连接时，要用手套避免指纹和污迹污染零件。
保持机器润滑，定期添加维护油脂可以有效地防止个别部件产生干燥，损坏，进而减少仪器的维修次数。
迈克逊干涉仪的应用原理
迈克逊干涉仪的应用原理1. 什么是迈克逊干涉仪？迈克逊干涉仪是一种测量光程差的精密仪器。
它利用光的干涉原理来测量两路光路之间的干涉现象，从而得到光程差的值。
迈克逊干涉仪由美国物理学家阿尔伯特·迈克逊在1881年发明，主要用于测量光的波长、折射率以及长度等。
2. 迈克逊干涉仪的工作原理迈克逊干涉仪的工作原理基于干涉现象，即光的两束波相遇时会发生干涉。
在迈克逊干涉仪中，一束光被分为两路，一路经过一个被测物体，另一路则不经过。
两路光再次合并时，会产生干涉现象，这种干涉现象可以通过观察干涉图案来进行测量。
3. 迈克逊干涉仪的组成部分迈克逊干涉仪主要由以下几个部分组成：•光源：通常使用一束单色光源，例如激光器或钠灯等；•分束器：用于将光线分成两路，一路经过被测物体，另一路直接到达干涉仪的探测器；•反射镜：将分束后的光线反射回去，使它们重新合并，通常使用半反射镜；•探测器：用于测量干涉图像的强度变化。
4. 干涉图案及其观察通过观察干涉图案，我们可以得到有关光程差的信息。
干涉图案通常以明亮和暗淡的条纹组成，它们对应于光的干涉相位差的变化。
观察干涉图案时，需要对光程差进行微小的调整，以使干涉条纹清晰可见。
5. 迈克逊干涉仪的应用迈克逊干涉仪作为一种精密的测量仪器，被广泛应用于科学研究和工程领域。
以下是迈克逊干涉仪的几个常见应用：•波长测量：通过测量干涉图案中的条纹间距，可以精确地测量光的波长；•精密测量：迈克逊干涉仪可以用于测量物体的长度、折射率等参数；•光学元件的检验：干涉仪可以用于检验光学元件的表面形态、平整度以及透明度等。
6. 迈克逊干涉仪的优缺点迈克逊干涉仪具有以下优点：•高精度：迈克逊干涉仪可以实现很高的测量精度，适用于需要高精度测量的领域；•宽波长范围：迈克逊干涉仪的工作范围通常覆盖了整个可见光谱范围；•灵活性：可以根据需要进行不同配置，适应不同的测量需求。
然而，迈克逊干涉仪也存在一些缺点：•灵敏度低：由于光的强度很小，对环境干扰比较敏感，可能影响到测量结果的准确性；•需要精确调节：迈克逊干涉仪需要进行精确的调节，以确保光的两路路径相差λ/4；•尺寸较大：迈克逊干涉仪的尺寸相对较大，不方便携带和移动。
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SGM-2 型干涉仪是将迈克尔逊和法布里-珀罗两种干涉仪一体化地组装在一个平台式的 基座上， 其台面是一块厚钢板， 起稳定作用， 如图 7 所示， 在基座的侧平板 2 上有两个孔位， 可以按两种光路的需要安装并锁紧光源。图中 3 是扩束器，本身可作二维调节，并可按需在 双杠式导轨上移动，4 是迈克尔逊干涉仪的定镜（参考镜） ，法线方位可调，5 是分束器，内 侧镀半透膜，6 是补偿板，材料和厚度与分束器相同，5 和 6 这两块光学平板的位置出厂前 已调好平行，非特殊情况，用户无需再调。7 和 8 是构成法布里-珀罗干涉仪的主要部件， 其中 7 固定安装， 而 8 与迈克尔逊干涉仪的动镜 11 受预置螺旋 10 控制移动， 行程可达 10mm。
、 M 2 不完全垂直，致使 M 1 、 M 2 成一小的交角时（见图 5） ，这时将产 当反射镜 M 1
生等厚干涉条纹。当光束入射角 足够小时，可由式（1）求两相干光束的光程差：
2 2d cos 2d 1 2 sin 2 2d 1 2 2
和 M 2 上，反射后形成 1 和 2 两束相互平行的相干光，如图 3 所示。过 P 作 PO 垂直于光线
和 M 2 之间为空气层， n 1 ，则两光束的光程差 为 2 。因 M 1
MN NP MO d d PM sin cos cos
2d 2d tan sin cos
2d
S 2d sin 2 cos d 0
（6）
由此可见，倾角增大即 0 ，倾角对光程差的贡献为负值，只有厚度 d 的增大来补偿， 才能使光程差保持常量。 所以条纹逐渐变成弧形， 而且弯曲方向凸向中央条纹。 离交线愈远，
d 愈大，条纹弯曲愈明显。
2nd cos
I I0 1
（3—2）
θ
G1 高反射膜 G2
并且由计算得出，透射光束叠加后的光强
4R 1 sin 2 2 1 R
式中 R 是反射率。 这个结果表明，I 随 改 变而变化。并且，当
m （m=0，1，2…） 时 I 为极大值。当
2d cos （1） 所以 当 d 固定时，由（1）式可以看出在倾角 相等的方向上两相干光束的光程差 均相等。由 此可知，干涉条纹是一系列与不同倾角对应的同心圆形干涉条纹，称为等倾干涉条纹（见图
4） 。由于 1、 2 两列光波在无限远处才能相遇，因此，干涉条纹定域无限远处。 ① 亮纹条件：当 0 时，也就是相应于从两镜面的法线方向反射过来的光波，具有 最大的光程差，故中心条纹的干涉级次最高。中心点的亮暗完全由 d 确定，当 2d k 时， 即
N 0 2d n
其中 d 为气室中空气厚度， 0 为光源在真空中的波长。 由上式可知： n
N 0 2d
因此, 折射率与压强关系曲线的斜率为：
N n 0 。 p 2d p
，由上式即可求得 由测量的 N～ p 变化的数据，通过作图或最小二乘法计算出斜率（ N p ） 折射率与压强关系曲线的斜率。 5 法布里-珀罗（F-P）干涉仪 法布里-珀罗干涉仪是根据平行平面板反射单色光的多光束叠加产生细窄明亮干涉条纹 的基本原理制造的。如图 6 所示，F-P 干涉仪的主要部件是两块各有一面镀高反射膜的玻璃 板 G1 和 G2，使镀膜面相对，夹一层厚度均匀的空气膜，利用这层空气膜就能够产生多光 束干涉现象。来自光源任一点的单色光以入射角 照射到平行平板上， 这时的透射光是许多 透过平板的平行光束的叠加。任一对相邻光束的光程差为
等厚干涉图样变化规律如图 5 所示。
图.5 等厚干涉涉仪中，改变一条光路或者两条光路的光程（如：移动可移动的镜子）可 以改变它们的相位关系， 另一种方法就是改变一条或者两条光路所通过的介质。 在这个实验 中，我们将使用第二种方法测量空气的折射率。对于某个波长的光波，介质中的波长值可由 公式 λ＝λ0 /n 确定，这里 λ0 是这种光在真空中的波长，n 为光在这种材料中的折射率。 在适当的低气压下，空气的折射率随着空气的压力成线性变化，当然，对于真空，其大气压 力为 0，折射率恰好是 1。 在干涉仪的一个臂中插入气室并调节出同心圆干涉条纹。由于光束来回两次通过气室， 当气室内空气压强变化 p ，空气折射率变化 n ，引起条纹移动 N 条时，有
测微螺旋 12 每转动 0.01mm，动镜随之移动 0.0005mm。毛玻璃屏 14 用于接收迈克尔逊条 纹，以防强光刺眼。 仪器的传动部件分上下两层。图中 h 表示上层，包括 8、10、11 和 13。上层便于预置 动镜，并受下层测微机构控制。
实验内容
1 干涉条纹的观察
（1）获得干涉条纹
使用氦氖激光器作为光源。按图 7 所示，将扩束器 3 转移到迈克尔逊光路以外,装好毛 玻璃屏 14。调节氦氖激光器支架，配合“光靶”使光束平行于仪器的台面，从分束器 5 平 面的中心入射,使各光学镜面的入射和出射点至台面的距离约为 70mm，并以此为准，调节 平面镜 M1 和 M2 的倾斜，使两组光点重合在毛玻璃屏中央。然后再将扩束器置入光路，即 可在毛玻璃屏上获得干涉条纹。 （2） 等倾干涉 面对毛玻璃屏上的激光干涉条纹， 只要仔细调节平面镜， 逐步把干涉环的圆心调到视场 中央，即可认为获得了等倾干涉图样。 转动测微螺旋改变 M1、M2 之间的相对位置，观察并记录条纹的变化情况。注意观察变 化规律与图 4 所示的是否一样。 （3） 等厚干涉 转动测微螺旋 10，使动镜 11 向条纹逐一消失于环心的方向移动，直到视场内条纹极少 时，仔细调节平面镜，使其稍许倾斜，转动测微螺旋，使弯曲条纹向圆心方向移动，可见陆 续出现一些直条纹，即等厚干涉条纹。 转动测微螺旋改变 M1、M2 之间的相对位置，观察并记录条纹的变化情况。注意观察变 化规律与图 5 所示的是否一样。 2 测量激光的波长 通常，干涉仪有两种用途。如果准确知道光源的特征（波长，偏振，强度） ，就可以从 干涉图样的变化分析出光路的变化。 如果在光路上引入精确的光程改变量， 也可以从干涉图 样的信息中了解光源的特征。在这个实验中，我们将使用干涉仪测量光源的波长。 按照内容 1 所述的方法， 使用激光光源调节出等倾干涉条纹。 取等倾干涉条纹的清晰位 置，记下测微螺旋读数 d0 ，沿此前方向转动测微螺旋，同时默数冒出或消失的条纹，每 50 环记一次读数，直测到第 250 环为止，用逐差法计算出Δd 。因每个环的变化相当于动镜移 动了半个波长的距离，若观察到ΔN 个环的变化，则移动距离
d k
2
（2）
和 M 2 之间的距 时中心为亮点。当 d 值每改变 2 时，干涉条纹变化一级。也就是说， M 1
离每增加（或减少） 2 ，干涉条纹的圆心就冒出（或缩进）一个干涉圆环。 ② 测量光的波长由下式表示：
2d N
（3）
式中， 为入射光的波长， d 为反射镜 M 2 移动的距离， N 为干涉条纹冒出（或缩进） 的环数。 ③ 条纹间距：由式（1） ，当 d 一定， 不为零时，光程差 减少，偏离中心的干涉
精密干涉仪
实验目的
1、 掌握干涉仪的工作原理和调节方法； 2、 了解各类型干涉条纹的形成条件、花纹特点和变化规律； 3、 测量激光、钠灯光源的波长以及空气的折射率。
实验原理
1 迈克尔逊干涉仪光路 1881 年，也就是托马斯﹒杨公开了他的双缝实验 78 年之后，迈克尔逊利用相同的原理 M2 设计了一种干涉仪，他的设计原本是为了 用来证实以太（一种光从中传播的假想的 媒质）是否存在的。但他的设计却远远超 越了这个意义，后来人们以迈克尔逊的干 1 涉仪为原型，又设计出了用于各种目的的 干涉仪。现在，迈克尔逊干涉仪已得到广 A B 泛地应用，如通过测量可动镜的移动距离 S M1 可以来求得光的波长；若已知光源的波长 2 又可测量微小的距离；它也是光学媒质性 质的研究工具。 M 迈克尔逊干涉仪有多种多样的形式， 其基本光路如图 1 所示。从光源 S 发出的 一束光，在分束镜 A 的半反射面 M 上被 分成光强近似相等的反射光束 1 和透射光 束 2。反射光束 1 射出 A 后投向反射镜
2d N
察条纹。观察到钠黄光产生的干涉圆环后，还须对 M1 和 M2 作更细致的调节，直到眼睛上 下左右移动时，环心虽然也随之移动，但无明暗变化，即无干涉环涌出或消失，所得一系列 明暗相间的同心圆环即相当于某一厚度的平行空气膜产生的等倾干涉图样。 计算钠灯波长及不确定度，并与理论值比较。 4 测量空气的折射率 在迈克尔逊干涉仪中， 改变一条光路 或者两条光路的光程（如：移动可移动的 镜子）可以改变它们的相位关系，另一种 方法就是改变一条或者两条光路所通过的 介质。在这个实验中，我们将使用第二种 方法测量空气的折射率。对于某个波长的 光波， 介质中的波长值可由公式 λ＝λ0 /n 确定，这里 λ0 是这种光在真空中的波长， n 为光在这种材料中的折射率。在适当的 低气压下，空气的折射率随着空气的压力 图 8 折射率与气压关系图 成线性变化，当然，对于真空，其大气压 力为 0，折射率恰好是 1。 用激光器做光源，将内壁长 l 的小气室置于迈克尔逊干涉仪光路中，固定在反射镜 M1 前，压力表安装压力表座 15 上。 调节干涉仪，获得适量等倾干涉条纹之后，向气室里充气（0—40 kPa） ，再稍微松开阀 门，以较低的速率放气的同时，计数干涉环的变化数 N（估计出 1 位小数） 。 注意，实验中使用的为表压式气压计，即测量是与大气压之差。 大气压可取 1.0133×105Pa。 实验用的气室长度为 8.0cm。
d
故
N 2
注意：测微螺旋每转动 0.01mm，动镜随之移动 0.0005mm。即 d 应为测微螺旋移动距离乘 以 0.05。 计算激光波长及不确定度，并与理论值比较。 3 钠光源波长测量 采用与测量激光波长类似的方法测量钠灯波长。 钠灯光源的灯罩上安装有毛玻璃片，在观察条纹时应取掉毛玻璃屏 14，直接向视场观