文档介绍：SGM-3型精密干涉仪
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天津港东科技发展股份有限公司
目录
1仪器简介 1
2仪器参数 1
3实验原理 2
干涉原理 2
迈克耳孙干涉仪 2
法布里-珀罗干涉仪 4
泰曼-格林干涉仪 4
4仪器结构 5
5实验操作说明 7
7
获得干涉条纹 7
观察等倾干涉条纹 9
观察等厚干涉条纹 9
观察白光干涉条纹 10
测量He-Ne激光的波长 12
测量钠光的波长 13
测钠黄双线的波长差 14
测量空气折射率 14
测透明介质的折射率 16
法布里-珀罗干涉仪 18
观察多光束干涉现象 18
测量He-Ne激光波长 19
20
泰曼-格林干涉仪实验 21
观察泰曼-格林干涉现象 21
6仪器维护 23
光学器件 23
传动机构 23
7激光安全 23
8附件一览表 23
1仪器简介
该干涉仪在迈克耳孙模式下可以观察干涉现象(如等倾干涉,等厚干涉,白光干涉等),精细波长对比,确定零光程差,测量空气及薄片的折射率。在法布里-珀罗模式下可以观察多光束干涉,测量光谱的精细结构(如钠双线波长差)。在泰曼-格林模式下可以演示透镜,棱镜,窗片等光学元件的缺陷。
迈克耳孙,法布里-珀罗及泰曼-格林三种模式之间可以方便地转换,适合大学物理实验及其它高等教育机构.
2仪器参数
分束器及补偿板的平面度………
优于1/10λ
测微螺旋最小分度对应动镜行程
mm
动镜行程…………………………
法布里-珀罗反射镜……………
95%反,5%透,直径30mm
He-Ne激光器……………………
(-1)******@ nm
钠钨双灯功率……………………
钠灯20W,溴钨灯15W
外形尺寸
350 mm×350 mm×245mm
重量………………………………
15 Kg
3实验原理
干涉原理
光是振动的电磁波,有两个矢量,电矢量和磁矢量,它们可以用来描述光的波动特性。根据波的叠加原理,当两束或更多束光在空间相遇时,这些场将叠加起来。
如果每束光都来自不同的光源,则各光束电磁振动之间通常不存在固定的联系,任一时刻空间都有一些点的场强被叠加至最大。然而可见光的振动频率远大于人眼的响应,由于电磁波的振动之间没有固定关系,某一时刻场强最大的一点,在下一时刻可能场强最小,人眼看到的是一个平均的光强。
如果各光束来自同一光源,则各光束电磁振动频率和相位之间通常存在一定程度的关联。若空间某点各光束的光一直是同相的,则叠加场总是最大,将看到一个亮点。而在空间的其它点,各光束的光一直是反相的,则叠加场总是最小,被看到一个暗点,即干涉现象。
在1801年,托马斯·杨设计了一种方法可以得到干涉图样。他让一束很窄的光通过两个靠得很近的狭缝,并将观察屏放在狭缝的对面。光透过狭缝在屏上产生叠加,可以看到明暗相间的条纹。最初,杨氏双缝实验为光的波动说提供了有力的证据。
杨氏双缝可以看做是简易的干涉仪,如果两缝之间的距离已知,由明暗相间的干涉条纹空间分布可以用来计算出光的波长。反过来,如果已知波长,狭缝之间的距离就可能通过干涉条纹求得。
迈克耳孙干涉仪
1881年,根据类似的原理,迈克耳孙设计制造了一台双光束干涉仪。起初迈克耳孙设计这一干涉仪是为了测量以太(一种假设的光传播介质)是否存在,部分由于他的努力,以太被证明是不存在的。此后,迈克耳孙干涉仪被广泛地用于测量光的波长,或已知光源波长测量微小位移,以及研究光学介质。
下图是迈克耳孙干涉仪的原理示意图。来自光源的一束光照到分束器BS上,50%的入射光被反射,50%的光透射,因此光束被均分为两束,一束反射向定镜M1,一束透射后射向M2。两个反射镜都将光反射回分束器,来自M1的光透过分束器BS到达观察者的眼睛。来自M2的光通过补偿板,再通过分束器反射到观察者的眼睛E。
由于两束光来自同一个光源,它们的相位高度相关。将扩束器放到光源与分束器之间时,就可以观察到明暗相间的条纹,即干涉条纹。在上图中M2’是M2的虚像。迈克耳孙干涉仪光程差可以看做是M1与M2’之间的气隙。补偿板与分束器的厚度及折射率相同。两束光在分束器与补偿板中所经过的光程是相等的,不同波长的光有相同的光程差,所以很容易观察到白光干涉。
下图是干涉环产生的过程。M2’是M2的虚像,平行于M1。简单地说,光源L在观察者的位置,