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。     

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.     

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.     

迈克耳孙干涉仪与光学自相关测量

“迈克耳孙干涉仪与光学自相关测量”是北京大学基础物理实验教学中心开设“综合物理实验”课程中的实验项目.作为该项目的教学辅助材料,本文旨在引导学生在熟悉教学型迈克耳孙干涉仪及其实验的基础上,尝试理解迈克耳孙干涉原理在现代科技中的应用,深入研究基于迈克耳孙干涉仪器的光学自相关测量机制,搭建基于教学型迈克耳孙干涉仪的傅里叶变换光谱仪或者光学相干层析成像的实验系统,探究相关的物理与技术问题.文中插入了一些“思考与练习”的题目,希望学生能以问题为导向来具体理解相关的物理内容和实验技术.最后的“教学要求”明确了实验的基本内容、面谈环节重点讨论的具体问题和后续深入研究的主要方向.     

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.     

偏振迈克耳孙干涉仪(POLMINT)及其在光学教学中的应用

详细介绍了国际上新近发展的迈克耳孔干涉仪的一种变形－－偏振迈克耳孙干涉仪（POLMINT）的原理,并对其在光学教学中的应用进行了讨论。     

从迈克耳孙干涉仪到光学相干层析术

介绍了迈克耳孙干涉仪在物理学发展史上的重要作用及生物医学成像技术的发展状况．从迈克耳孙干涉仪的发展过程出发,讨论了光学相干层析术的原理、特性及其在生物医学成像、物理学、材料科学中的应用,并将频谱光学相干层析术与傅里叶变换光谱术作了比较,最后讨论了它在教学上的意义．     

光纤迈克耳孙干涉仪的制作及调试

介绍了制作光纤迈克耳孙干涉仪的方法.光纤迈克耳孙干涉仪要用单模光纤传输光束,还要用可见光及不可见光调整光路,因此调试仪器比较困难.为了改善光斑的大小,需要安装自聚焦透镜,这样光斑直径就由原来的60μm扩大到1800μm.而干涉仪的调试可以通过近距离及远距离的方法实现,有时会出现信号波动大无法得到稳定读数的情况,这是反射镜M放置在特殊位置所致,文中对此做了详细介绍并给出了解决方案.     

迈克耳孙干涉仪实验的误差探讨

根据迈克耳孙干涉仪的机械结构,分析了仪器误差的5个分量,确定了迈克耳孙干涉仪的仪器误差,分析了迈克耳孙干涉仪由于调节不当而产生的误差,提出了减小这类误差的方法,分析了振动对光波波长测量的影响,设计出了一种简易防震台,能明显减小震动的影响.     

迈克耳孙干涉条纹自动计数仪的设计与应用

介绍了迈克孙干涉条纹自动计数仪的设计与应用，该装置与迈克耳孙干涉仪配合使用，实验的测试结果与教学效果得到了显著改善。     

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.     

迈克耳孙干涉仪应用功能的扩展

通过对迈克耳孙干涉仪的简易改装,实现了光速测量、透明固体和液体的折射率测量、金属丝弹性模量测量以及多普勒效应的演示,拓展了迈克耳孙干涉仪的应用功能.     

从探寻“以太”到探测“引力波”——迈克耳孙干涉仪的应用

在19世纪末,著名的迈克耳孙-莫雷实验检测光速的微小变化用来探寻"以太";目前,"引力波"的成功直接探测验证了爱因斯坦100年前广义相对论的预言;无论是探寻"以太"还是探测"引力波",迈克耳孙干涉仪功不可没。本文简述迈克耳孙干涉仪的一些应用,以飨读者。     

模块化迈克耳孙干涉仪的设计与实验

利用光学支架、镜片在光学平台上组装迈克耳孙干涉仪,并进行了测试和改进.利用该装置测量了空气折射率以及载玻片折射率.模块化的自由组装充分锻炼了学生调节光路的能力.     

剖析一道经典光学例题的疏忽

在现行光学教材中有一道关于迈克耳孙干涉仪的应用例题,由于忽略了一个极微小的细节,使得计算结果出现了偏差．本文对此问题进行了详细的分析．     

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.     

基于点光源的迈克耳孙干涉实验条纹的机理分析

一般国内的大学物理和大学物理实验教材都只介绍干涉圆条纹和直线干涉条纹,用迈克耳孙干涉仪可以调制出椭圆和双曲线干涉条纹;但对条纹形成的理论推导很少涉及．本文根据点光源双光束干涉理论,分析基于点光源照明的迈克耳孙干涉实验中所产生的各种可能的干涉条纹：双曲线形干涉条纹、圆形干涉纹、椭圆形干涉纹及直线形干涉纹的形成条件．本文也对等倾干涉条纹、等厚干涉条纹与既非等倾也非等厚干涉条纹的机理进行分析和比较．通过对每一种干涉图样的解析分析和比较,旨在对迈克耳孙干涉实验有更全面和更深刻的了解．     

“ 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     

用光纤做双棱镜干涉和迈克耳孙干涉仪实验

介绍一种用光纤作为理想点火光源进行双棱镜干涉和迈克耳孙干涉仪实验的方法，干涉条纹可见度好，实验操作简便。     

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。