用迈克尔逊干涉仪测量薄膜厚度
使用相干光干涉仪测量薄膜厚度的原理与方法
使用相干光干涉仪测量薄膜厚度的原理与方法相干光干涉仪是一种常用的测量薄膜厚度的工具。
它利用光的干涉现象来测量薄膜的厚度，具有高精度、非破坏性等优点，被广泛应用于材料科学、光学工程等领域。
相干光干涉仪的原理是基于光的干涉现象。
当两束相干光叠加时，会产生干涉现象。
根据干涉的不同类型，相干光干涉仪可以分为两种主要类型：菲涅尔干涉仪和迈克尔逊干涉仪。
菲涅尔干涉仪是基于菲涅尔反射定律的原理设计的。
当一束光射入薄膜表面时，会发生反射和透射。
反射光和透射光之间的相位差与薄膜的厚度有关。
通过调节菲涅尔干涉仪的角度或者薄膜的位置，可以观察到干涉条纹的变化，并通过计算干涉条纹的间距来确定薄膜的厚度。
迈克尔逊干涉仪是基于迈克尔逊干涉原理设计的。
它由一个半透镜和一个反射镜组成。
当光射入迈克尔逊干涉仪时，一部分光经过半透镜透射，一部分光经过反射镜反射。
两束光再次叠加时，会产生干涉现象。
通过调节反射镜的位置，可以观察到干涉条纹的变化，并通过计算干涉条纹的间距来确定薄膜的厚度。
在实际应用中，使用相干光干涉仪测量薄膜厚度需要注意以下几点：首先，要选择合适的光源。
相干光源的选择对测量结果有重要影响。
一般情况下，使用激光光源可以获得较好的干涉效果。
其次，要保证光路稳定。
相干光干涉仪对光路的稳定性要求较高，任何光路的摇动或者振动都会导致干涉条纹的模糊或者消失。
因此，在测量过程中需要保持光路的稳定，避免外界干扰。
最后，要选择合适的数据处理方法。
相干光干涉仪测量的是干涉条纹的间距，需要将这些数据转化为薄膜的厚度。
常用的数据处理方法有相位解缠算法、傅里叶变换等。
根据具体情况选择合适的方法进行数据处理。
总之，相干光干涉仪是一种常用的测量薄膜厚度的工具，具有高精度、非破坏性等优点。
通过调节光源、保持光路稳定和选择合适的数据处理方法，可以获得准确的薄膜厚度测量结果。
在材料科学、光学工程等领域的研究和应用中，相干光干涉仪发挥着重要的作用。
迈克尔逊干涉仪实验原理
迈克尔逊干涉仪实验原理迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉现象测量光波长、折射率、透明薄膜厚度和其他光学参数的仪器。
它由美国物理学家迈克尔逊于1881年发明，被广泛应用于精密测量和科学研究领域。
迈克尔逊干涉仪的实验原理基于干涉现象，通过光的干涉来实现精确的测量，下面我们来详细了解一下迈克尔逊干涉仪的实验原理。
首先，迈克尔逊干涉仪由光源、分束镜、反射镜、反射镜、透明样品和接收屏幕组成。
当光源发出的平行光束通过分束镜后，会被分成两束光线，一束直接射向反射镜，另一束射向透明样品。
透明样品可以是待测的物体，也可以是用来测量光波长的标准样品。
两束光线分别被反射镜反射后再次汇聚在接收屏幕上，形成干涉条纹。
其次，根据迈克尔逊干涉仪的实验原理，干涉条纹的位置与光程差有关。
光程差是指两束光线在传播过程中所经历的光程差异。
当两束光线相遇时，如果它们的光程差是波长的整数倍，就会产生明显的干涉条纹。
通过测量干涉条纹的位置，可以推导出光波长、透明样品的折射率和厚度等参数。
再次，迈克尔逊干涉仪的实验原理还可以用来测量光源的稳定性和光学元件的质量。
通过观察干涉条纹的变化，可以判断光源的频率稳定性和光学元件的表面平整度。
这对于精密测量和光学研究具有重要意义。
最后，迈克尔逊干涉仪的实验原理在科学研究和工程应用中发挥着重要作用。
它不仅可以用来测量光学参数，还可以用来研究光的波动性质和光学材料的特性。
在现代科学技术领域，迈克尔逊干涉仪被广泛应用于光学仪器的校准、精密测量和光学元件的质量检测。
总之，迈克尔逊干涉仪的实验原理基于光的干涉现象，通过测量干涉条纹的位置来实现精确的光学参数测量。
它在科学研究和工程应用中具有重要作用，为光学领域的发展做出了重要贡献。
希望本文对迈克尔逊干涉仪的实验原理有所帮助，谢谢阅读！。
光学实验中如何利用干涉原理测量薄膜厚度
光学实验中如何利用干涉原理测量薄膜厚度在光学实验中，测量薄膜厚度是一项常见且重要的任务。
利用干涉原理来实现这一测量具有高精度、非接触等优点。
接下来，让我们逐步了解这一精妙的测量方法。
干涉现象是光的波动性的一种重要表现。
当两束或多束光相遇时，它们会相互叠加，从而产生明暗相间的条纹，这就是干涉条纹。
而在测量薄膜厚度的实验中，我们常常利用的是等厚干涉原理。
等厚干涉中，一个典型的例子就是劈尖干涉。
想象一下，有一块平板玻璃，在其一端垫上一小薄片，这样就形成了一个劈尖状的空气薄层。
当一束平行光垂直入射到这个劈尖上时，在劈尖的上、下表面反射的两束光会发生干涉。
假设入射光的波长为λ，薄膜的折射率为 n。
在劈尖干涉中，相邻两条亮条纹（或暗条纹）之间对应的薄膜厚度差为λ/（2n）。
我们通过测量干涉条纹的间距以及已知的波长和薄膜折射率，就能够计算出薄膜的厚度。
为了更准确地测量薄膜厚度，实验中需要注意一些关键因素。
首先是光源的选择。
理想的光源应该具有单色性好、亮度高且稳定的特点。
常用的有激光光源，比如氦氖激光器发出的红光，其波长稳定且单色性极佳。
其次，实验装置的搭建要精确。
例如，要确保入射光垂直照射到薄膜表面，这样可以简化计算和提高测量精度。
同时，观测干涉条纹的设备也需要具备足够的分辨率，以便清晰地分辨出条纹的细节。
在实际操作中，我们可以使用显微镜来观察干涉条纹。
通过调节显微镜的焦距和位置，找到清晰的干涉条纹图像。
然后，使用测量工具（如目镜测微尺）来测量条纹的间距。
还有一种常见的干涉测量薄膜厚度的方法是牛顿环。
将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上，在两者之间就会形成一个空气薄膜。
当平行光垂直入射时，同样会产生干涉现象，形成明暗相间的同心圆环，即牛顿环。
对于牛顿环，第 m 个暗环的半径 r 与凸透镜的曲率半径 R、入射光波长λ以及薄膜厚度 d 之间存在如下关系：r²＝mλR m(m 1/2)λ² ／ 2 。
迈克尔逊干涉仪测厚度中的实验现象分析
迈 克 尔 逊 干 涉 仪 的俯 视 图如 图 １ 示 ， 当 发 生 干 涉 的 光程 将 增 加 ２ ｎ一 ） ，如 果 此 时 调 节 Ｍ， 其 距 分 光 所 （ １ｅ 使 ． ｄ，则 当 ２ ｄ ＝２ ｎ一１ ｅ ，发 生 △ （ ）时 的两 束 光 （ ） 和 （ ） 的 光 程 差 为 零 时 ，此 时从 Ｅ处 板 Ｇ 的距 离 减 小 Ａ ａ ｂ
Ｍ。 （ Ｍ 前也可以 ，后 面分析 中均指放在 Ｍ 前 ， 前 放
— —
于 只有 通 过 玻 璃 片 的 光 ，其光 程 才 会 有 所 改 变 ，又 因 该 实验 所 用 玻 璃 片 面 积 相 对 视场 较 小 ，故 和 图 ２相 比 ，图
３中仅 有 部分 区域 出现 彩 色 条 纹 。 图 ３中 出 现 彩 色 条 纹
＿Ｊ Ｍ
・
＝ 三Ｉ 二 Ｍ
半 透用
１、
．
的 区域 即为 受 玻 璃 片 影 响 的 区域 ，本 文 后 面 称 该 区域 为
“ 效 区 ” ， 图 ３ 中 白色 条 纹 以 外 的 地 方 为 “ 效 有 无
．
Ｓ
区 ” ，故 在 实 验 中 只 需 测 出视 场 中 两 次 出 现 彩 色 条 纹 ） 时 反 射 镜 Ｍ， 位 置 ｄ 和 ｄ 的 。 ：，由下 式 即 可 求 出 薄玻 璃 片
该 错 误 在 教 学 过程 中 时常 出现 ，并 涉 及 了 大 学 物 理 中 比
较 基 本 的 光 学理 论 知 识 ，且 相 当 一 部分 同 学 对 此 表 现 出
了好 奇 和 想 要弄 明 白的 欲 望 ，故 这篇 文 章 将 分 析 产 生 这
种 现 象 出 现 的原 因 。
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告英文回答：Introduction。
The Michelson interferometer is a device that uses interference to measure distances, refractive indices, and other optical properties of materials. It was invented by Albert A. Michelson in 1881, and it has since become one of the most important tools in optics.Principle of Operation。
The Michelson interferometer operates on the principle of interference. When two waves of light with the same wavelength are superimposed, they will interfere with each other, producing a pattern of bright and dark bands. The spacing of these bands is determined by the wavelength of the light and the angle between the two waves.In a Michelson interferometer, light from a single source is split into two beams by a beam splitter. The two beams are then reflected by mirrors and recombined at the beam splitter. The path length of one of the beams is varied by moving one of the mirrors. This causes the interference pattern to shift, and the amount of shift can be used to measure the distance moved by the mirror.Applications。
大学物理《迈克尔逊专题》—迈克尔逊干涉仪实验报告
大学物理《迈克尔逊专题》—迈克尔逊干涉仪实验报告《迈克尔逊专题》实验报告前几周我做了迈克尔逊专题实验，对迈克尔逊干涉仪有了更加深刻的认识。
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。
迈克耳逊干涉仪是这个专题实验最主要的试验仪器，此专题包括：1、迈克耳逊干涉仪在钠光灯照射下测量钠双线波长差; 2、白光干涉测量平板玻璃折射率；3、由迈克耳逊干涉仪改装成的法布里——玻罗干涉仪测钠双线波长差。
这三个实验都与波的干涉有关，都是利用干涉原理进行试验的。
迈克尔逊干涉仪的工作原理是干涉条纹是等光程差点的轨迹，因此，要分析某种干涉产生的图样，必求出相干光的光程差位置分布的函数。
若干涉条纹发生移动，一定是场点对应的光程差发生了变化，引起光程差变化的原因，可能是光线长度L发生变化，或是光路中某段介质的折射率n发生了变化，或是薄膜的厚度e发生了变化。
另外钠光灯辐射产生的两条强谱线的波长是不一样的，分别为589.6nm和589.0nm，波长差与中心波长相比甚小。
如果用这种光源照明迈克尔逊干涉仪，所获得的圆形等倾条纹实际上是两种波长分别形成的两套干涉条纹的叠加。
当全反镜M1、M2之间的距离d为某一值时，会恰好出现波1的k1级明条纹恰好与波2的k2级暗条纹重合，这时条纹最模糊，对比度小，为零。
当动镜M1继续移动时，两个条纹会错开，会出现清晰的圆形等倾条纹。
这就是钠光灯产生的干涉现象。
现在根据上述原理对以下实验进行介绍。
迈克尔逊干涉测薄膜厚度
：
器
路设计 中加入 了压力传感器 ， 以普通 纸为 并
测量对 象进 行 了厚度测 量 。
图 １ 实验装置 示意 图
１ 实验装置及结果
实验装置是在天津拓普公司 ＷＭＧ １ － 型迈克 尔逊干涉仪的基础上进行 了改进 ， 示意 图如 图 １
所示 。在 Ｍ。 反 镜 的后 面加 入 了压 力 传 感 器 ， 全
郑志远 ， 樊振 军， 爱国， 董 邢 杰 ， 自力 张
（ 中国地质大学， 北京 １０ ８ ） ０ ０ ３
摘 要： 在利 用迈 克尔逊干 涉测量薄 膜厚 度的实验装 置中加入 了压力传感器 。该设 计光路可 以在 无需 已知薄膜透射率 、 折射率等物理参数 的情况下 ， 测得薄膜厚 度 ， 而且基 本消除 了外界挤压 对薄膜厚
０ ０ 当外界压力超过 该分辨率时压力传感器 ．１ Ｎ， 便发出报警声音。０ ０ 的分辨率对于一般的 ．１ Ｎ
固体薄膜 基本 造不 成 形 变 ， 即使 有微 小 的形 变 也
长 ６ ２８ ｍ）选取一张普通的 Ａ 纸作为测量对 ３． ， ｎ ４ 象 。通过计算机屏幕获得条纹数 目的变化 ， 由迈
．
可以测量出其厚度。从而避免了薄膜本身这些物 理量对实验结果 的影响， 这一点在实验 中也显得
更加方便和实用 。
参考 文献 ：
［３ 鄢仁文 ， １ 周汉枢． 迈克尔逊干涉测薄膜厚度［］福 清 Ｊ．
分校学报 ，０ ９ １ （６ ：３４ ． ２ ０ ，２ ９ ）４ －６
［３ 蒋礼 ， ２ 罗少轩 ， 等． 阳艳 用迈克 尔逊干涉 仪测量全 息
到 纸的厚度为 ８ ．８ ９ ３ ｍ。
表 １ Ｈ－ ｅＮｅ激光作为入射光源测得的条 纹变化数据 （ ＝６２ ８ ｒ） Ｘ ３ ． ｎｎ
迈克尔孙干涉仪测薄膜厚度
迈克尔孙干涉仪测薄膜厚度实验目的：（1）了解各类型干涉条纹的形成条件，特点，变化规律及相互间的区别;（2）了解迈克耳孙干涉仪的原理，结构，掌握其调节与使用方法；（3）掌握用迈克耳孙干涉仪测量薄膜的方法。
实验仪器：迈克耳孙干涉仪，氦-氖激光器，钠光灯，白炽灯，毛玻 璃屏，薄膜等。
实验原理:测量装置及原理测量装置如图所示：由于钠光源中包含有波长相近的两种波长1λ和2λ，当平面反射d'2M 1M SL钠光G1G2G 2M A薄膜镜1M 缓慢移动时，观察屏中的条纹依次由清晰变模糊，再由模糊变清晰，条纹最模糊时，可见度最小，此时1λ光波生成亮环的地方，恰好是2λ光波生成暗环的地方，即：2211)21(2cos 2λλ+===k k d i d k (1)在1M 臂中垂直插入一折射率n 、厚度为h 的透明薄膜A ，取空气的折射率为1，1M 臂中增加的光程差∆为：)1(2-=∆n h .........(2) 插入薄膜后，条纹可见度最小的现象被破坏，继续沿原方向移动1M 平面镜d ∆的距离，直到再次出现可见度最小的现象为止，此时有： d n h ∆=-2)1(2)1(-∆=n d h ............(3) 则测出d ∆，知道折射率n ，就可计算h实验内容：（1）在迈克尔孙干涉仪换上钠光光源，可直接观察清晰的干涉条纹。
（2）慢慢旋转粗动手轮，改变d 的距离，使视场中心的视见度最小，记录1M 的位置1d 。
（3）在1M 臂中垂直插入薄片A ，可见度最小被破坏，继续沿原方向转动粗动手轮，直到再次出现可见度最小的现象，记录1M 镜的位置0d ；（4）重复（2）（3）步骤，连续测出5组数据，记录在下表中。
求出01d d d -=∆和h ,求出薄膜厚度h 的平均值。
数据记录：迈克尔孙干涉仪最小可见度0d 1d01d d d -=∆h-h注意事项：（1）迈克尔孙干涉仪是精密光学仪器，实验是严禁用手触摸各光学表面。
干涉光谱测量方法介绍
干涉光谱测量方法介绍光谱是指将光的不同波长进行分解和显示的过程。
干涉光谱测量方法是一种用于测量物质的光学性质的方法。
在干涉光谱测量中，利用干涉现象来分析光的波长、相位、幅度等参数，以获取物质的光学特性信息。
下面将介绍几种常用的干涉光谱测量方法。
一、干涉仪测量法干涉仪是一种利用光的干涉现象来测量波长的仪器。
其中，迈克尔逊干涉仪是最常见的一种。
它通过将光分成两束，让其中一束经过待测物质，然后再与未经过待测物质的光进行干涉。
由于干涉现象的干涉条纹位置与波长有关，通过分析干涉条纹的位置变化，就可以得到待测物质的光谱信息。
另一种常见的干涉仪是腔内干涉仪。
它是利用空气或其他介质中的干涉现象进行测量的。
将光从一个光纤输入到腔体中，在腔体内部发生干涉，然后再通过另一个光纤输出。
通过测量输出光的幅度和相位，可以得到待测物质的干涉光谱信息。
二、返射干涉法返射干涉法是一种常用的精确测量薄膜厚度的方法。
它利用薄膜的多次反射产生的干涉现象来测量薄膜的厚度。
当入射光经过薄膜表面反射时，前进波和反射波在相遇处产生干涉，形成亮暗条纹。
通过测量这些条纹的位置和间距，可以得到薄膜的厚度。
返射干涉法在材料科学和光电子领域有着广泛的应用。
例如，在太阳能电池制造过程中，返射干涉法可以用于测量薄膜的厚度、均匀性等参数，以优化电池的性能。
三、布里渊散射测量法布里渊散射是指当光波在介质中传播时，由于介质的非线性响应而产生的散射现象。
布里渊散射测量法利用布里渊散射的频移效应对光的频率进行测量。
当波长较长的光与介质中的声子相互作用时，布里渊散射的频率将向低频移动。
布里渊散射测量法在光纤通信领域广泛应用。
通过测量布里渊散射的频移，可以实现光纤中的温度、应变等参数的测量。
这种方法具有灵敏度高、测量范围广的特点，因此在光纤传感器等领域得到了广泛的应用。
综上所述，干涉光谱测量方法是一种重要的光学测量手段。
通过利用干涉现象进行测量，可以获取物质的光学特性信息，如波长、相位、幅度等。
迈克尔逊干涉仪测薄膜厚度特殊实验现象的分析与数据论证
迈 克 尔逊 干涉 仪 测 薄 膜 厚 度 特 殊 实验现 象 的 分 析 与 数 据 论 证
张利巍 ， 李贤丽 ， 罗 伟 ，
第３ １ 卷
第 ５期
吉 林 化 工 学 院 学 报
Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ Ｎ ＡＬ Ｏ Ｆ Ｊ Ｉ Ｉ Ｉ Ｎ Ｉ Ｎ Ｓ Ｔ Ｉ Ｔ Ｕ Ｔ Ｅ Ｏ Ｆ Ｃ Ｈ Ｅ ＭＩ Ｃ Ａ Ｌ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ
Ｖ０ １ ． ３ １ ＮＯ ． ５
象， 即当动镜 Ｍ 移动到某一位置时 ， 薄膜边缘 与边 框问的空气部 分会 出现彩色条纹 ， 对该实验现象产生
的原 因分析 ， 并通过实验验证 了此结论的正确性． 关 键 词： 迈克尔逊干涉仪 ； 等厚 （ 白光 ） 干涉 ； 彩 色条纹
文献 标 志码 ： Ａ 中 图分 类 号 ： Ｏ４ ３ ６ ． １
图１ 迈 克尔 逊 干 涉 仪 光 路 图
１ 实 验 原 理
迈 克尔逊 干 涉仪 的光 路 原 理 如 图 １所 示 ． 从
当光 源为 单色 面光 源 、 Ｍ 与 Ｍ 之 间 不严 格 平行 且有 一个 很小 的角 度 时 ， Ｍ 与 Ｍ 之 间形 成
空气 劈 尖 ， 将 观察 到定域 （ 无 穷远 ） 等 厚 干 涉 条 纹． 空气劈 尖 上厚 度 相 同的 各点 具 有 相 同 的光 程 差， 这些 等厚 点 的轨 迹 平 行 于劈 棱 （ Ｍ， 和Ｍ 的
交线 ） ， 所 以等 厚 干 涉 条 纹 是 … 些 平 行 于 Ｍ 和 Ｍ 表 面延 长 交 线 的 直 线 ． 干涉 条 纹 间距 近 似 与
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告
迈克尔逊干涉仪的使用实验报告英文回答：The Michelson interferometer is an optical instrument that uses interference to measure the speed of light, the index of refraction of a material, and the thickness of a thin film. It was invented by Albert Michelson in 1881, and it is still used today for precision measurements.The Michelson interferometer consists of two mirrors that are placed at a distance of L from each other. A beam of light is split into two beams, and each beam isreflected by one of the mirrors. The two beams are then recombined, and the interference pattern is observed. The interference pattern depends on the difference in the path lengths of the two beams.If the two mirrors are parallel, the interference pattern will be a series of bright and dark bands. The bright bands occur when the path lengths of the two beamsare equal, and the dark bands occur when the path lengths of the two beams differ by half a wavelength.The Michelson interferometer can be used to measure the speed of light by measuring the distance between the mirrors and the frequency of the light. The speed of light is equal to the product of the distance between the mirrors and the frequency of the light.The Michelson interferometer can also be used to measure the index of refraction of a material by measuring the change in the interference pattern when the material is placed in the path of one of the beams. The index of refraction of a material is equal to the ratio of the speed of light in a vacuum to the speed of light in the material.The Michelson interferometer can also be used to measure the thickness of a thin film by measuring the change in the interference pattern when the film is placed in the path of one of the beams. The thickness of the film is equal to half of the wavelength of the light multiplied by the number of bright or dark bands that shift when thefilm is placed in the path of the beam.The Michelson interferometer is a powerful tool thatcan be used to make precision measurements of a variety of physical quantities. It is a versatile instrument that has been used in a wide range of applications, including astronomy, physics, and engineering.中文回答：迈克尔逊干涉仪是一种利用干涉测量光速、材料折射率和薄膜厚度的光学仪器。
用迈克尔逊干涉仪测量单层薄膜的厚度和折射率
用迈克尔逊干涉仪测量单层薄膜的厚度和折射率实验的改进于海峰 蒋晓冬 韩厚年（淮阴工学院 淮安 223003）摘要：迈克尔逊干涉实验是大学物理实验中的一个重要实验，本文对迈克尔逊干涉仪测定薄膜的厚度和折射率实验的传统方法进行了改进，我们对原测量仪器稍做调整,提高了条纹视见度,减少了测量误差，提高了测量精度。
关键词：迈克尔逊干涉仪；光程；薄膜厚度；折射率；等厚干涉;白光干涉引言目前测量薄膜厚度和折射率的方法有多种，例如椭偏法、准波导法等等[1][2]。
其中在实验室中最常用、最简单方便的方法是利用迈克尔逊干涉方法来进行测量。
迈克尔逊干涉仪是一种典型的分振幅双光束干涉装置,可用于观察光的干涉现象，测定单色光的波长，测定光源的相干长度。
附加适当装置后，可以扩大实验范围，其中，用来测量薄膜的厚度和折射率就是其扩展实验之一。
问题提出用迈克尔逊干涉仪测薄膜的厚度和折射率, 是利用在光程差约等于零时观测白光的彩色等厚干涉条纹。
其做法是先调出白光条纹，然后将薄膜放在分光板2G 与反射镜2M 之间(薄膜与光线垂直),或薄膜贴在2M 镜上，再调出零光程差的彩色干涉条纹,反射镜移动距离d与薄透明体厚度l 、透明体折射率n 、空气折射率0n 有关系式：0()d l n n =-但是，利用上述测量单层薄膜的折射率和厚度[3][4] 的过程中存在着诸多的缺陷，首先要看到较好的等厚干涉条纹，要求单层薄膜本身较平整，以往简单的插入薄膜并不能保证薄膜的平整性，而把薄膜贴在2M 镜上，膜与镜之间也容易产生气泡，影响测量的精确性。
再者要求白光等厚干涉条纹的可观测性较强，便于测量。
本实验介绍了用迈克尔逊干涉仪方便，简单、清晰的观测等厚干涉条纹，进而用来测量单层薄膜厚度和折射率的方法。
实验原理用迈克尔逊干涉仪测单层薄膜的厚度和折射率的实验装置如图1所示。
其中反射镜M、2M和半反射镜1G、补偿板2G构成干涉仪的主1体,S为光源，A为一透光性较差的透明膜片，其所产生漫反射可以降低光源在的镜面中的反射，相对增大干涉条纹的亮度，从而增强可观测性。
迈克尔逊干涉 光程差公式(二)
迈克尔逊干涉光程差公式(二)迈克尔逊干涉光程差公式1. 光程公式•迈克尔逊干涉是一种通过光程差来观察干涉现象的实验方法。
在干涉中，我们需要计算光线在两条光路中传播的光程差，即两条光路中光线的行进距离之差。
•光程公式表示了光线通过介质时的行进距离，并且与介质的折射率相关。
对于迈克尔逊干涉实验中的两条光路，它们分别通过两个不同的介质，可以使用光程公式计算它们的行进距离。
•光程公式如下所示：光程 = 折射率× 光线传播距离2. 迈克尔逊干涉光程差公式•在迈克尔逊干涉实验中，我们常常关注光程差，它表示了两条光路中光线的行进距离之差。
光程差决定了在干涉中出现明暗相间的干涉条纹。
•在迈克尔逊干涉中，对于两条光路分别为A、B，光线从光源处射出，通过分光镜分成两条路径，再通过干涉镜反射回来。
光程差公式可以表示为：光程差 = 光程A - 光程B3. 举例说明•假设我们使用迈克尔逊干涉仪测量一个薄膜的厚度。
光线从单色光源射出，经过分光镜后分成A、B两条光路，再经过干涉镜反射回来。
其中，光路A经过一层厚度为d的薄膜，折射率为n1；光路B没有经过薄膜，折射率为n2。
•我们可以利用光程差公式来计算A、B两条光路的光程差，从而得到干涉条纹的位置。
根据光程差公式：光程差 =折射率× 光线传播距离•光线在光路A中的光程为：光程A = n1 × d•光线在光路B中的光程为：光程B = n2 × d•光程差为：光程差 = 光程A - 光程B = (n1 × d) - (n2 × d) = (n1 - n2) × d•根据光程差公式，光程差与薄膜厚度d、薄膜的折射率差(n1 - n2)相关。
当光程差满足一定条件时，会出现明暗相间的干涉条纹，通过测量干涉条纹的位置，我们可以推算出薄膜的厚度。
总结•迈克尔逊干涉的光程差公式是计算干涉条纹位置的重要工具。
通过计算两条光路中光线的行进距离之差，我们可以得出干涉条纹的位置，从而推算物体的性质或参数。
透明薄膜厚度的测量
一、测量原理
二、测量装置
本方法提供的透明薄膜厚度的测量装置包括宽带光源、干涉组件、频域探测装置和数据处 理器，如图1所示
图1 中9为宽带光源；10为干涉 组件，可以采用迈克尔逊干涉 装置；11为频域探测装置，可 以采用光谱仪；12为数据置如图2
四、总结
本方法是透明薄膜厚度的一种光学测 量方法，采用投射式的测量方法，该方 法精度高，测量范围大，同时结构灵活、 处理方法简单，不要求严格放置样品， 是透明薄膜厚度测量的一种良好方法， 同时它还能测量薄膜的折射率，这是一 般方法所不能比拟的优势。
五、拓展
上述方法中也可以把频率探测装置换成测微目镜，测量步骤如下：
由于宽带光源是发散光源，所 以根据需要会在干涉仪前加汇 聚透镜来调整光路，这也作为 干涉组件的一部分。
图2 迈克尔逊干涉装置
测量具体装置图如图3所示： 图3 测量装置
三、方法和步骤说明
图4 放置薄膜前得到的光程差信息
图5 放置薄膜后得到的光程差信息
图6 薄膜倾斜后得到的光程差信息
图7 光通过薄膜时的光路图
这种方法原理简单，但是要求对反射镜移动距离能有较高精度的测量，而且在观 察测微目镜视野和调节反射镜的移动的协调上会比较繁琐，需要实验者具有耐心 和细致的态度。
1、调节迈克尔逊干涉装置的两块反射镜使在测微目镜中观察到的是均匀的一片， 即看不到干涉条纹，此时干涉的两束光光程差相等。 2、将透明薄膜垂直放入其中一条光路中，这时在测微目镜中会出现干涉条纹， 调节其中一块反射镜直到测微目镜视野中干涉条纹消失重新变成均匀一片，记录 此时反射镜移动的距离L. 3、若薄膜折射率为n，则2(n-1)d=L，可得d=L/(2n-2)。
光的干涉测量薄膜厚度
4)假如把单色光换成白光,想看到干涉条纹必须满足什么 条件 。 如果用白光作为光源(因为白光是有好几种光组成的,单一 的光受干涉波动比较小,多种光受的干涉比较大,就丰富了, 之间的差别就更明显,参照性更强.如果单纯的一种光源,对 比性不够强,很多内部的区别表现不够明显……),无论是 电光源还是面光源,要看到干涉条纹,必须满足光程差小于 光源的相干长度的要求,即2d c o s i<ΔL.对于具有连续 光谱的白光,ΔL极小,因而仅当d约等于0时,才能看到彩色 的干涉条纹。
实验.测量1A薄膜厚度
一，实验目的：测量1A薄膜的厚度 二，实验工具：迈克尔逊干涉仪，厚度未知折射率为n的 透明薄膜 三，实验原理：利用试验时两条光路的光程差 和试验时条纹前后条纹移动数N条。最后利用公式： n(D-d)=N人
熟悉了解迈克尔逊干涉仪
主要内容：
1. 了解迈克尔逊干涉 仪结构及原理 2.仪器的调节
1.
迈克尔逊干涉仪光路及结构
反射镜 M1
M1 M2
反 射 镜 M2
M1 移动导轨
单 色 光 源 分光板 G1
补偿板 G 2
成 45 角
G1//G 2 与 M1 , M2
M 2 的像 M'2
反射镜 M 1
单 色 光 源
d
M1 M2
反 射 镜 M2
G1
G2
当 M1 垂直于 M 2 时，可形成等倾 干涉条纹.
知道了用上面的方法来测折射率就很容易求得一个玻璃薄 片的厚度,跟上面的第一跟第二个步骤是一样的,第三个步 骤只需把除以介质的厚度改成折射率就可以求得该介质的 厚度了. (2)转动手轮时干涉条纹吞吐以及干涉条纹的疏密的原因 是什么 1.在两光源非常近的时候(极限情况重合),两光源到轴外 点的距离差异与两光源到平面中心点的距离差异近乎相同 差值很小,意味着光程差在很大的角度内变化不大,条纹疏. 2.当两个光源距离比较远时(比如说考虑成一个光源就在 平面上,令一个光源与之有一定距离):两光源到轴外点的 距离差异与两光源到平面中心点的距离差异相比较可知差 别较大,意味着光程差在于第一种情况相同的角度区间中 变化要大,条纹密。
迈克尔逊干涉仪测薄玻璃片厚度
设计性实验：微小长度的测量实验人（学号）：蒋达飞关云飞任厅厅刘钊班级：2015级物理学本科班迈克尔逊干涉仪测薄玻璃片厚度【实验目的】1．了解迈克尔逊干涉仪的特点，学会调整和使用。
2．学习用迈克尔逊干涉仪测量单色光波长及薄玻璃片厚度的方法。
【实验仪器】迈克尔逊干涉仪，HNL －55700型H e -N e 激光器、扩束镜，白赤灯，毛玻璃片，光具座，薄玻璃片。
【实验原理】迈克尔逊干涉仪工作原理：如图10-1所示。
在图中S 为光源，G 1是分束板，G 1的一面镀有半反射膜，使照在上面的光线一半反射另一半透射。
G 2是补偿板，M 1、M 2为平面反射镜。
光源H e -N e 激光器S 发出的光经会聚透镜L 扩束后，射入G 1板，在半反射面上分成两束光：光束(1)经G 1板内部折向M 1镜，经M 1反射后返回，再次穿过G 1板，到达屏E ；光束(2)透过半反射面，穿过补偿板G 2射向M 2镜，经M 2反射后，再次穿过G 2，由G 1下表面反射到达屏E 。
两束光相遇发生干涉。
补偿板G 2的材料和厚度都和G 1板相同，并且与G 1板平行放置。
考虑到光束(1)两次穿过玻璃板，G 2的作用是使光束(2)也两次经过玻璃板，从而使两光路条件完全相同，这样，可以认为干涉现象仅仅是由于M 1镜与M 2镜之间的相对位置引起的。
为清楚起见，光路可简化为图10-2所示，观察者自E 处向G 1板看去，透过G 1板，除直接看到M 1镜之外，还可以看到M 2镜在G 1板的反射像M 2'，M 1镜与M 2'构成空气薄膜。
事实上M 1、M 2镜所引起的干涉，与M 1、M 2'之间的空气层所引起的干涉等效。
等厚干涉法测薄玻璃片厚度原理：若M 1与M 2'成一很小的交角，能在M 1附近直接观察到等厚干涉条纹(不是在屏幕上)。
事实上形成等厚干涉要求入射光来自平面光源，因此应当首先将光源更换为面光源。
由于入射光倾角θ的影响，只有在M 1与M 2'之间距离等于零时，两面之间相交的一条直线附近的干涉条纹才近似是等厚条纹(见图10-4)。
用迈克尔逊干涉仪测薄膜厚度
用迈克尔逊干涉仪测薄膜厚度
周培瑶
【期刊名称】《物理实验》
【年(卷),期】1993(13)6
【摘要】在教材中,常可见到“把折射率为n的薄膜放在迈克尔逊干涉仪的一臂上,由此干涉条纹产生移动,测得共移动N条,若光源的波长为λ,求薄膜的厚度”的习题。
实际上由于薄膜的引入,导致干涉条纹的移动是个突变过程,无法测出干涉条纹移动
的条数N。
但这并非说不能利用迈克尔逊干涉仪测量薄膜的厚度,利用迈克尔逊干
涉仪不仅可以测量透明介质膜的厚度,而且还可测量金属膜的厚度。
【总页数】2页(P279-280)
【作者】周培瑶
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】O484.5
【相关文献】
1.迈克尔逊干涉仪测薄膜厚度特殊实验现象的分析与数据论证 [J], 张利巍;李贤丽;罗伟
2.用迈克尔逊干涉仪测量纳米级薄膜厚度的研究 [J], 王恩实;邓宇;田晓燕
3.改进的迈克尔逊干涉仪测量薄膜厚度 [J], 马成;徐磊
4.迈克尔逊干涉仪测透明介质厚度及折射率 [J], 万伟
5.迈克尔逊干涉仪测量薄膜的折射率与厚度 [J], 杨修文;石义杰;路素彦
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
迈克尔逊干涉仪实验原理
迈克尔逊干涉仪实验原理
迈克尔逊干涉仪是一种用来测量光的波长、折射率、介质的透明度和薄膜的厚
度等物理量的仪器。
它利用干涉现象来进行精密的测量，是光学实验中常用的重要仪器之一。
迈克尔逊干涉仪的实验原理主要基于光的干涉现象和干涉条纹的形成原理。
在迈克尔逊干涉仪中，光源发出的光线通过分束镜分成两束光线，分别经过两
条光路后再次合成，形成干涉现象。
当两束光线再次相遇时，如果它们的光程差是波长的整数倍，就会出现明条纹；如果光程差是波长的半整数倍，就会出现暗条纹。
通过观察这些干涉条纹的位置和形状，我们可以得到很多关于光的性质和介质参数的信息。
迈克尔逊干涉仪实验的原理可以用来解释很多光学现象，比如薄膜的干涉、光
的波长测量等。
在薄膜的干涉实验中，我们可以利用迈克尔逊干涉仪来测量薄膜的厚度和介质的折射率，从而得到薄膜的光学性质。
在光的波长测量实验中，我们可以利用迈克尔逊干涉仪来测量光的波长，从而得到光的波长参数。
除此之外，迈克尔逊干涉仪还可以用来测量介质的透明度和折射率。
通过调节
迈克尔逊干涉仪的光程差，我们可以得到介质的透明度和折射率的信息，这对于研究介质的光学性质具有重要意义。
总之，迈克尔逊干涉仪实验原理是基于光的干涉现象和干涉条纹的形成原理，
利用干涉现象来进行精密的光学测量。
它在光学实验中具有重要的应用价值，可以用来测量光的波长、折射率、介质的透明度和薄膜的厚度等物理量。
通过对迈克尔逊干涉仪实验原理的深入理解和实践操作，我们可以更好地认识光的性质和介质的参数，为光学研究和实验提供重要的技术手段。
用迈克尔逊干涉仪测量薄膜厚度1
用迈克尔逊干涉仪测量薄膜厚度（楚雄师范学院 物电系 苏进高 20071041136）【摘要】 随着社会经济的不断发展，有机薄膜作为一种功能材料，其应用越来越广泛，相应地薄膜的生产规模也不断扩大。
在薄膜的生产过程中，厚度作为薄膜的一个重要指标，对生产生活有着很大的影响，本文采用迈克尔干涉仪测量薄膜的厚度，其原理简单，操作方便，精确度高。
【关键词】 迈克尔干涉仪；薄膜折射率，薄膜厚度，Use Michelson interferometer by measuring filmthickness(The Department of Electronic Information Science and Technology of ChuXiong Normal University )Abstract: With the development of social economy, the application of organic thin films is more and more prevalent as a sort of functionality material. Accordingly, the scope of the production of the organic thin films is enlarged. thickness is one of the quality for the thin films has been a significant process in the production of the organic thin films. Production has a great impact on life, Michael interferometer using thin-film thickness measurement, the principle of a simple, convenient operation, high accuracy.引言塑料薄膜因为有很好的不透水性,价钱便宜、轻巧等优点，因此在生产生活中有着十分广泛的运用，而厚度作为薄膜的一个重要指标，起着非常重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
用迈克尔逊干涉仪测量薄膜厚度
（楚雄师范学院 物电系 苏进高 20071041136）
【摘要】 随着社会经济的不断发展，有机薄膜作为一种功能材料，其应用越来越广泛，相应地薄膜的生产规模也不断扩大。
在薄膜的生产过程中，厚度作为薄膜的一个重要指标，对生产生活有着很大的影响，本文采用迈克尔干涉仪测量薄膜的厚度，其原理简单，操作方便，精确度高。
【关键词】 迈克尔干涉仪；薄膜折射率，薄膜厚度，
Use Michelson interferometer by measuring film
thickness
(The Department of Electronic Information Science and Technology of ChuXiong Normal University)
Abstract: With the development of social economy, the application of organic thin films is more and more prevalent as a sort of functionality material. Accordingly, the scope of the production of the organic thin films is enlarged. thickness is one of the quality for the thin films has been a significant process in the production of the organic thin films. Production has a great impact on life, Michael interferometer using thin-film thickness measurement, the principle of a simple, convenient operation, high accuracy.
引言
塑料薄膜因为有很好的不透水性,价钱便宜、轻巧等优点，因此在生产生活中有着十分广泛的运用，而厚度作为薄膜的一个重要指标，起着非常重要的作用。
下面我们介绍如何用迈克尔逊干涉仪来测量薄膜的厚度，这种方法原理简单，操作方便，精确度高
测量装置及原理
E
测量装置如图所示，其中1M 、2M 是两块互相垂直的平面反射镜，1G 为分光板，2G 是补
偿板。
当光源S 发出的光以45°角进入迈克尔干涉仪，经多次的折射和反射后得到两束相干光，他们同时到达E 处，所以从E 处可观察到干涉条纹。
由于钠光源中包含有波长相近的两种波长1λ、2λ。
当缓慢移动动镜1M 时，观察屏中的条纹由清晰变模糊，又由模糊变清晰，当条纹最模糊时，可见度最小，此时1λ光波生成亮环的地方，恰好是2λ光波生成暗环的地方。
此时有
2dcos k θ=2d=(2K +1/2) 2λ (1)
在1M 臂中垂直插入一折射率为n ，厚度为d 的透明薄膜A ，则臂中增加的光程差△为
△=2d （n-1） (2)
插入薄膜厚度后，条纹可见度最小的现象被破坏，继续沿原方向移动1M 距离△a ，直到再次出现可见度最小的现象为止，此时有
2d(n-1)=2△a (3)
可知 d=△a/(n-1) (4)
由（4）式可知，只要测出△a ，再用阿贝折射仪测出薄膜的折射率n ，即可求出薄膜厚度。
用阿贝折射仪测得 透明薄膜折射率 n=1.4813
0a 34.01745 34.01806 34.01950 34.02035 34.02140 1a
34.03065
34.03238 34.03546 34.03345 34.03555 △a=
1a -0a
0.01320 0.01432 0.01576 0.01315 0.01415 d
0.02743
0.02975
0.03274
0.03272
0.02940
d =0.02933
【参考文献】
【1】、光学实验讲义 楚雄师范学院 物理与电子科学系 实验教研室编5、6、7 【2】、大学物理实验 机械工业出版社 王银峰，陶纯匡，汪涛等编著8-18 【3】、光学教程 高等教育出版社 姚启钧 编著 19。