基于迈克耳孙干涉仪的自相关仪

根据大学物理光学中迈克耳孙干涉仪的基本原理,设计实现了基于迈克耳孙干涉仪的自相关仪.分析了利用自相关仪的干涉自相关进行超短激光脉冲测量的原理;进行了实验测试,实现了对超短激光脉冲时间宽度的测量.     

多功能干涉测量实验装置

基于迈克耳孙干涉仪,利用自动图像处理技术及零件移动距离光学测量技术,构建多功能干涉测量实验装置,该装置能够测量光源波长、光学球面半径、检测光学面形.     

测量不确定度在光学实验教学中的应用

根据复旦大学物理系的教学实践经验,以牛顿环、分光计(分光仪)及迈克耳孙干涉仪等基础物理实验为例,阐述了在基础光学实验中进行测量不确定度的评估方法.     

迈克耳孙光学干涉仪实验中引入光学相干层析成像实验的讨论

光学相干层析成像技术(OCT)主要光路系统是基于迈克耳孙干涉仪结构,通过短相干光源可以测得目标的断层信息.通过对迈克耳孙干涉仪的光源、探测器及算法等软硬件进行改进,将光学相干层析成像实验引入到光学干涉实验教学中.该方式既能加深学生对迈克耳孙干涉仪的认识,又可以让学生接触干涉仪的前沿应用,有着较好的教学意义.     

高灵敏度的量子迈克耳孙干涉仪

迈克耳孙干涉仪不仅可以用来研究物理学的基本问题,而且能够用于精密测量,比如引力波信号的测量.因此,构建高灵敏度的迈克耳孙干涉仪是实现微弱信号测量的关键.目前,人们利用压缩态可以降低迈克耳孙干涉仪的噪声;通过光学四波混频过程能够放大马赫·曾德尔干涉仪中的相位信号,从而提高干涉仪的信噪比和灵敏度.本文研究了一种用于高灵敏度相位测量的量子迈克耳孙干涉仪.在迈克耳孙干涉仪中,利用非简并光学参量放大器取代干涉仪中的线性光学分束器;并且将压缩态注入干涉仪的真空通道,可以得到高信噪比和高灵敏度的干涉仪.由于存在不可避免的光学损耗,分析了迈克耳孙干涉仪内部和外部的损耗对相位测量灵敏度的影响.通过理论计算研究了干涉仪的相位测量灵敏度随系统参数的变化关系,得到了高灵敏度的相位测量量子迈克耳孙干涉仪的实现条件,为用于精密测量的干涉仪的设计提供了直接参考.     

以光纤白光干涉为例的波动光学教学设计

文章以工程教育专业认证为背景,在大学物理的光学教学中引入了基于工程实践的光纤白光干涉内容,进而设计一堂大学物理光学部分的拓展课。该教学设计运用知识迁移规律使学生将大学物理中的基础知识应用到新的前沿知识领域,从大学物理的基础知识——迈克耳孙干涉仪推广到基于光纤的迈克耳孙干涉仪,实现了基础知识向实际工程应用的迁移,培养了学生采用科学方法解决复杂工程问题的能力。     

迈克耳孙干涉仪测折射率时的异常现象研究

针对迈克耳孙干涉仪以激光为光源测量玻璃板折射率所产生的异常现象,本文从几何光学理论出发进行了讨论,简明直观地给出了干涉条纹吞吐转折点与零光程点、光程、虚光源相对位置之间的关系,并与实验数据进行了对比.     

提高迈克耳孙干涉仪精度的研究

对迈克耳孙干涉仪测量光路进行简单的改装,则可把迈克耳孙干涉仪测量厚度的精度提高整数倍.现阐述其原理,并给出提高一倍精度的实验方法及结果.     

“ 吞”或“ 吐”条纹数量对迈克耳孙干涉仪测量 的 H e N e激光波长准确度的影响

迈克耳孙干涉仪测量氦氖激光器波长是大学物理实验的一个重要部分. 它是利用干涉条纹计数法, 即 通过记录中心条纹“ 吞”或“ 吐”的数量, 来测量激光波长     

基于PASCO平台的透明材料折射率的测量

将迈克耳孙干涉仪和PASCO实验平台相结合,设计了一种高精度、高效率测量透明材料折射率的方法.首先分析PASCO迈克耳孙干涉仪测量材料折射率的原理,然后利用高性能PASCO传感器和计算机对干涉条纹进行图像采集和数据处理,得到待测透明材料的折射率信息.最后对材料折射率的不确定度进行探究.实验结果表明,旋转角度θ对折射率的不确定度影响最大,厚度d次之,干涉条纹计数K影响最小.PASCO实验平台配合迈克耳孙干涉仪可以准确、高效的记录干涉条纹在"吞吐"时光强的变化,降低条纹计数测量的不确定度,从而提高透明材料折射率的计算精度.同时该方法还可用于和透明材料折射率相关的其他特性的测量.     

基于飞秒光学频率梳相关探测的绝对测距

提出了一种基于飞秒光学频率梳相关探测的绝对距离测量方法,通过检测测量信号与参考信号的相关条纹,实现了绝对距离测量。研究了一阶相关函数的测量模型,建立了基于非平衡迈克耳孙干涉光路的测量系统,通过拟合一阶相关函数包络并提取其峰值精确判断脉冲重合位置,获得了被测距离。设计并配合长导轨进行了3 m的绝对距离测量实验,并与商用干涉仪测量结果进行实时比对。基于大量实验数据,针对环境因素及系统误差进行了分析,并进行了误差消除与补偿。研究结果表明,所提方法在500 min长期测量中,在3 m的测量范围内的最大测量误差为5.85μm,测量标准差为2.20μm。     

迈克耳孙干涉仪实验中等倾与等厚干涉条纹的判别

仔细研究了迈克耳孙干涉仪实验中产生等倾干涉和等厚干涉的实验条件和它们所产生的条纹的区别．提出了判别迈克耳孙干涉实验中等倾与等厚干涉条纹的依据．从而帮助学生加深对这两种干涉条纹的理解和判别．特别是在反射镜M1与M2不严格垂直时，同样可以观察到类似于等倾干涉的准圆环状条纹．我们对这一现象进行了分析和解释，并首次推导出等厚干涉直条纹任意一点上的微商(aδ/ad=2)为常数的结论，这一结果可以作为对迈克耳孙干涉仪现象的一个补充。     

基于数字图像处理方法对迈克耳孙干涉仪条纹提取和分析

迈克耳孙干涉仪是重要的光学仪器,被广泛应用于科研和教学中。普通物理实验中迈克耳孙干涉仪的干涉条纹一般由人工观察和分析。然而人工观察和分析具有一定的局限性,不利于展示仪器在实际中的广泛应用前景。目前,数字图像处理技术已经发展出多种方法能够对图像进行分割和特征提取。利用数字图像处理技术能够快速、精确的对条纹特征进行提取和分析。本文介绍开发的Matlab图形程序界面,能够实时分析CCD/CMOS采集的迈克耳孙干涉仪干涉条纹。     

利用迈克耳孙干涉仪测量透明体的折射率

光的干涉在光学领域有着广泛的应用,本文提出用迈克耳孙干涉仪测量薄透明体折射率的方法,当被测透明体插入迈克耳孙干涉仪的光路中时,其会与光路呈不同夹角,对应光程变化可通过等倾干涉圆环的变化,根据实验仪器吞吐圆环数、薄透明体厚度、薄透明体折射率、薄透明体与光路夹角之间的关系,据此可同时测得薄透明体厚度和折射率.并且在测量过程中系统不再变动,可使系统误差进一步降低.     

应用图像传感器和计算机测量干涉圆环的直径

通过对迈克耳孙干涉图样的研究，提出了应用图像传感器和计算机测量圆环直径的方法，该方法也适用于牛顿环等光学实验的图样的分析．其测量方法简便、结果准确．     

基于LabVIEW机器视觉的迈克耳孙干涉仪实验

基于机器视觉设计了迈克耳孙干涉仪实验,采用机器视觉技术替代人眼对目标(干涉圆环)进行分析与测量,可有效避免因视觉疲劳而造成的测量错误.     

迈克耳孙干涉仪自动测量系统设计

传统的迈克耳孙干涉仪实验需要人工转动微调手轮使动镜移动,需要人工读数获取动镜位移信息,人工计数获取干涉条纹吞吐的数目,不仅容易导致观察者视觉疲劳,而且很容易导致计数错误,引起较大的实验误差.因此,本文设计了基于单片机的迈克耳孙干涉仪自动测量系统,利用直流减速电机带动微调手轮转动使动镜发生位移;利用光敏电阻模块将干涉条纹的移动转换为条纹计数脉冲供单片机计数并显示;利用码盘和红外对射计数传感器模块将微调手轮的转动转换为位移计数脉冲供单片机计数并显示.实验表明:利用迈克耳孙干涉仪自动测量系统测量He-Ne激光波长的相对误差为0.21%,远小于人工测量的相对误差3.0%.     

基于多功能干涉仪的教学演示及测量应用

为更方便观测干涉法测量的实验现象及理解实验原理,利用现有的迈克耳孙干涉仪,设计了多功能干涉仪,实现了教学仪器与智能精确测量仪器相结合,能直观地观测到干涉现象,并可测量气体的折射率随温度的变化.     

适合于内窥成像的共路型光学相干层析成像系统

提出了一种采用光纤型迈克耳孙干涉仪进行光程补偿的菲佐型光学相干层析成像(OCT)系统.该系统的传感探头为共路干涉结构,以解决现有内窥光学相干层析成像系统中存在的探头运动导致图像失真、以及更换使用不同探头时需进行色散和偏振态调节等问题.光程补偿和振动干扰实验结果表明,光程补偿方法正确可行,系统对环境干扰不敏感.利用研制的系统对反射镜和近红外卡进行了成像实验,验证了系统的有效性.提出的方法非常适合于内窥成像,并给出了把系统扩展为内窥光学相干层析成像系统的具体实现过程.     

基于光学干涉仪的精密测量技术

本文主要介绍了法布里-珀罗干涉仪和迈克耳孙干涉仪的基本特性和工作原理。在此基础上,详述了在光学频率标准的研制过程中,使用高稳定度、高精细度的法布里-珀罗干涉仪获取超稳的本地振荡激光的方法;以及利用基于光纤迈克耳孙干涉仪的光纤相位噪声提取和抑制技术,实现光学频率标准的远程精密传输的方法。本文内容有助于加深学生对法布里-珀罗干涉仪和迈克耳孙干涉仪基础知识的理解,了解科学研究发展前沿,激发学生的学习兴趣和科研热情。