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迈克尔逊干涉仪.ppt

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迈克尔逊干涉仪.ppt

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文档介绍

文档介绍:迈克尔逊干涉仪
当 M1与 M2完全重合时,因为对于各个方向入射光的光程差均相等,所以视场是均匀的。
1. 迈克尔逊干涉仪的工作原理

重 合
如果继续移动 M1,使 M1 逐渐离开M2 ,则条纹不断从中心冒出迈克尔逊干涉仪
当 M1与 M2完全重合时,因为对于各个方向入射光的光程差均相等,所以视场是均匀的。
1. 迈克尔逊干涉仪的工作原理

重 合
如果继续移动 M1,使 M1 逐渐离开M2 ,则条纹不断从中心冒出,并且随虚平板厚度的增大,条纹越来越细且变密。
1. 迈克尔逊干涉仪的工作原理
迈克耳逊干涉仪的干涉条纹







重 合
如果调节 M2,使 M2 与 M1 相互倾斜一个很小的角度,且当M2与M1比较接近,观察面积很小时,所观察到的干涉图样近似是定域在楔表面上或楔表面附近的一组平行于楔边的等厚条纹。
1. 迈克尔逊干涉仪的工作原理


A
L
P
S
D1
E
C
迈克耳逊干涉仪的干涉条纹
在扩展光源照明下,如果 M1与 M2 的距离增加,则条纹将偏离等厚线,发生弯曲,弯曲的方向是凸向楔棱一边,同时条纹可见度下降。
1. 迈克尔逊干涉仪的工作原理
干涉条纹弯曲的原因如下:如前所述,干涉条纹应当是等光程差线。
1. 迈克尔逊干涉仪的工作原理
当入射光不是平行光时,对于倾角较大的光束,若要与倾角较小的入射光束等光程差,其平板厚度应增大。
1. 迈克尔逊干涉仪的工作原理
 = 2nhcos2+/2
靠近楔板边缘的点对应的入射角较大,因此,干涉条纹越靠近边缘,越偏离到厚度更大的地方,即弯曲方向是凸向楔棱一边。
1. 迈克尔逊干涉仪的工作原理
M2
M1
等厚线
干涉条纹
在楔板很薄的情况下,光束入射角引起的光程差变化不明显,干涉条纹仍可视作一些直线条纹。
1. 迈克尔逊干涉仪的工作原理
对于楔形板的条纹,与平行平板条纹一样,M2 每移动一个 /2距离,条纹就相应地移动一个。
在干涉仪中,补偿板 G2 的作用是消除分光板分出的两束光Ⅰ和Ⅱ的不对称性。不加 G2时,光束Ⅰ经过G1三次,而光束Ⅱ经过一次。由于G1有一定厚度,导致Ⅰ与Ⅱ有一附加光程差。加入G2后,光束Ⅱ也三次经过同样的玻璃板,因而得到了补偿。
1. 迈克尔逊干涉仪的工作原理


A
L
P
S
D1
E
C
不过,对于单色光照明,这种补偿并非必要,因为光束Ⅰ 经过 G1 所增加的光程,完全可以用光束Ⅱ在空气中的行程补偿。
但对于白光光源,因为玻璃有色散,不同波长的光有不同的折射率,通过玻璃板时所增加的光程不同,无法用空气中的行程补偿,因而观察白光条纹时,补偿板不可缺少。
1. 迈克尔逊干涉仪的工作原理
1. 迈克尔逊干涉仪的工作原理
白光条纹只有在楔形虚平板极薄(M1与 M2 的距离仅为几个波长)时才能观察到, M1和 M2 相交错,交线上的条纹对应于虚平板的厚度 h=0。
当 G1不镀半反射膜时,因在 G1中产生内反射的光线Ⅰ和产生外反射的光线Ⅱ之间有一附加光程差  / 2,所以白色条纹是黑色的;
镀上半反射膜后,附加程差与所镀金属及厚度有关,但通常均接近于零,所以白光条纹一般是白色的。交线条纹的两侧是彩色条纹。
1. 迈克尔逊干涉仪的工作原理
迈克尔逊干涉仪的主要优点是两束光完全分开,并可由一个镜子的平移来改变它们的光程差,因此可以很方便地在光路中安置测量样品。这些优点使其有许多重要的应用,并且是许多干涉仪的基础。
1. 迈克尔逊干涉仪的工作原理


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L
P
S
D1
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C
2. 迈克尔逊干涉仪应用举例
1)激光比长仪
应用迈克尔逊干涉仪和稳频He-Ne激光器可以进行长度的精密计量。在图所的装置中,光电计数器用来记录干涉条纹的数目, 光电显微镜给出起始和终止信号.
可移平台
激光器
M1
M2
记录仪
光电计数器
显微镜
待测物体
1)激光比长仪
当光电显微镜对准待测物体的起始端时,它向记录仪发出一个信号,使记录仪开始记录干涉条纹数。当物体测量完时,光电显微镜对准物体的末端,发出一个终止信号,使记录仪停止工作。
可移平台
激光器
M1
M2
记录仪
光电计数器
显微镜
待测物体
1)激光比长仪
这样,利用
就可算出待测物体的长度。式中,m 是从物体起端到末端记录仪