用作超声接收器的共焦Fabry-Perot干涉仪

自行研制了一台用作超声接收器的共焦Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ干涉仪。本文介绍了用该类干涉仪探测固体表面超声脉冲的原理，给出了干涉仪参数选择的依据及其具体结构形式，估价了共焦状态的精度要求，获得了干涉仪的干涉图样及锯齿波扫描透射曲线等实验结果。同时将该干涉仪成功地应用于探测激光脉冲在金属固体中激励的超声脉冲。     

共焦球面扫描干涉仪精细常数测量研究

提出了测量共焦球面扫描干涉仪精细常数实验方案.该方案利用示波器测量共焦球面扫描干涉仪扫描两相邻透射峰时间Δt_(2π)及扫描单个透射峰相位半宽度所需时间Δt_φ,共焦球面扫描干涉仪的精细常数为Δt_(2π)与Δt_φ比值.利用该方案,在不同扫描频率及不同电压下,测量了共焦球面扫描干涉仪精细常数.测量结果表明,在不同锯齿波扫描频率及不同驱动电压下,实验所测得精细常数与厂家所提供理论值趋于一致,实验结果证明该测量方案可靠可行.同时本文对测量数据中,Δt_(2π)及Δt_φ与扫描频率及扫描电压成反比这一实验现象进行了理论分析.     

激光模式的实验研究

介绍了激光器的模式结构以及激光模式产生的原理,并对共焦球面扫描干涉仪的基本原理及在本实验中的关键作用进行了介绍。通过实验测量和数据处理,得出激光器的纵模频率间隔和横模频率间隔,同时也得到了共焦球面扫描干涉仪的自由光谱区范围、仪器带宽和精细常数等性能指标。     

曲率半径干涉测量定焦误差分析

为了提高曲率半径定焦准确度,从移相干涉仪,标准镜头透射波前误差,被测光学元件表面面形误差及调整误差等方面出发,分析影响干涉仪定焦准确度的各因素,并给出各误差补偿表达式.通过对比实验发现,在猫眼及共焦位置处调整误差补偿后,离焦量及曲率半径测量结果的变化趋势由近似线性变为随机变化,同时由离焦量引入的曲率半径变化量由7.05μm减小为0.5μm.在曲率半径干涉测量中,调整误差为影响定焦准确度的主要误差源,调节调整误差可有效控制离焦量的变化,提高曲率半径测量准确度.     

衍射相关和Lau干涉

本文用离轴傅里叶变换系统的模型和菲涅耳衍射理论分析了衍射受限下的离焦相关器的系统特性,证明是第一模板和第二模板衍射像之间的强度相关积分。推导了衍射相关器作为测量相位物体的干涉仪的一般理论,这时要求编码板函数能衍射自成像并且相关函数为周期性函数。讨论了平行光栅作为编码板时的干涉仪的横向剪切干涉特性,给出了实验结果。本文还证明了衍射相关器是推广到任何平面物体在任何观察距离上的Lau效应装置。衍射相关干涉仪产生Lau干涉条纹,并且是直接应用Lau效应的干涉仪。 关键词：     

平面扫描干涉仪在激光实验教学中的应用

一、引言多光束干涉及其应用是物理光学、激光和光谱实验教学中的重要内容,以多光束干涉原理而设计制作的干涉仪和法布理—珀罗标准具(简称FPE)在光学、光谱学和长度计量等方面有广泛的应用。在激光技术中F—P扫描干涉仪和FPE被用作为光谱分析器,研究光谱线的精细结构和超精细结构、测量线宽,压窄荧光和激光输出线宽和腔内选模等。目前虽已有共焦腔扫描干涉仪的产品出售,但一般实验室却很少具备,此外,平面型F—P干涉仪还有其本身的特点,所以为满足教学实验和研究工     

用Fabry-Perot干涉仪检测激光超声以实现钢板测厚

本文介绍了一种用激光产生超声并用另一激光及共焦Fabry-Perot干涉仪检测超声的钢板测厚系统,详细讨论了作为接收超声的Fabry-Perot干涉仪的检测灵敏度和信号检测及处理的方法,并给出了一些实验结果.     

通过迈克尔逊干涉仪特殊现象理解光的干涉

观察迈克尔逊干涉仪实验调节过程中出现的特殊现象;分析了白光干涉中央条纹的特征、由定域干涉到非定域干涉光源的空间相干性、迈克尔逊干涉仪中没有补偿板的干涉条纹形状,以及迈克尔逊干涉仪的分光板被前后倒置及补偿板不平行干涉条纹的变化。     

用离焦4f差分干涉仪测量等离子体壳层电子密度

 将环型横向剪切干涉仪置于两个镜头之间，由此设计出一种新型的离焦4f差分干涉仪，该干涉仪同时具有分离光路的剪切量和条纹空间频率分别可调的优点以及共光路结构的稳定性和易于调节的优点，使得在测量大密度梯度等离子体的密度分布时，可以在不降低空间分辨率的条件下仍保证干涉条纹可读。在DPF装置上进行了实验，获得了等离子体壳层的干涉图样，计算了等离子体的径向电子密度分布，在内电极端面上方测量到的最高电子密度约为1.2×10¹⁹ cm^-3，外围等离子体壳层的电子密度约为2×10¹⁸ cm^-3。     

多个等倾干涉条纹同时形成的理论与实验研究

通常情况下在迈克耳逊干涉仪上只能观察到一个等倾干涉条纹，但是实验中只要调节得当，可以同时观察到4个等倾干涉条纹，而且变化规律相同．本文根据迈克耳逊干涉仪构造原理、等倾干涉条件和菲涅尔公式，对迈克耳逊干涉仪同时形成多个等倾干涉条纹的实验现象进行理论和实验研究．     

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．     

点光源劈尖干涉的条纹分布特征

在有限远的点光源照射下,导出了劈尖干涉的明、暗纹条件,通过Matlab软件,用数值分析方法给出了劈尖表面条纹分布特征,讨论了光源距离对表面条纹分布的影响.     

全息散斑条纹的提取及图像处理

介绍了一种新的全息散斑条纹的提取方法.理论和实验表明:对全息散斑底片逐点再现时,两伴生亮斑条纹是全息散斑底片一级衍射光的杨氏干涉条纹,与中央的杨氏条纹是一致的,有较高的条纹对比度且没有背景光晕的影响.利用计算机数字图像处理技术对伴生散斑条纹进行处理,定量测试了受静载物体的面内位移.     

Liquid refraction and dispersion measurements by multiple-beam white-light Newton's fringes

Multiple-beam white-light Newton's fringes in transmission are produced in a Newton's interferometer containing a liquid sample and followed with a grating spectrograph. An equation describing the shape of the formed interference fringes is derived. A simple procedure is introduced for analyzing the resulting interference fringes. This enables the determination of both: the liquid refractive index, the fringe order of interference and the thickness at the point of contact. Errors of the measured liquid refractive index are discussed. The method is used for measuring the refraction and dispersion of glycerin, dimethylformamide (DMF) and water across the visible spectrum. The method is a single-shot, static, material-economic and low-cost interferometric one.     

干涉条纹相位锁定系统分析及其控制

干涉条纹的相位变化与干涉条纹中某一固定点的光强密切相关,基于这一原理,通过对干涉场光强分析,提出并设计了一种用于干涉条纹相位锁定的控制系统.光电探测器检测干涉条纹中固定目标点的光强,并以该光强电压作为反馈控制信号,利用声光调制器对干涉系统中两束高斯光束中的一束进行实时频率调制,将光强电压控制在一个固定值,实现干涉条纹的相位锁定.构建了条纹锁定控制系统控制对象的理论模型,通过实验进行了验证,并基于该模型的特点设计了条纹锁定控制器.实验结果表明:在400Hz的控制频率下,干涉条纹相位漂移不超过±0.04个条纹周期,满足干涉光刻的曝光需求.     

光的干涉法测金属线胀系数

当用两块平板玻璃制作出的空气劈尖顶角发生变化时 ,应用 CCD可观察到劈尖表面移动的干涉条纹。移过某一点的干涉条纹数决定劈尖项角的变化。若劈尖项角的变化是由金属受热膨胀引起的 ,则可导出金属受热膨胀的绝对伸长量与移过的条纹数之间的关系 ,并通过它计算金属的线胀系数。通过对黄铜棒的测量 ,结果表明该方法是可行的     

基于干涉条纹跟踪实现纳米级位移测量的方法研究

设计了一套干涉条纹图像实时采集处理系统。在分析迈克尔逊干涉条纹特征表象的基础上 ,给出了通过跟踪干涉条纹的移动量测量被测对象纳米级位移量的理论公式 ;提出了干涉条纹特征点的提取与跟踪算法 :分段线性变换、方形窗口中值滤波和门限化边缘提取 ,给出了基于统计学原理的通过计算多条干涉条纹移动量获得被测对象纳米级位移量的计算公式。实验结果表明了该方法的有效性和实用性     

双相干点光源干涉的一般分析

讨论了双相干点光源的三维空间干涉场的一般数学描述,分析了3个不同截面处的干涉强度的空间分布情况,并给出了相干相长点的计算机模拟图样.该结果也适用于其他类型波的相干叠加场分布.     

迈克耳孙干涉仪非定域干涉条纹分析

针对迈克耳孙干涉仪实验调节过程中经常会出现椭圆、双曲线等非圆形二次曲线条纹的现象,本文基于点光源条件下非定域干涉的原理,推导出了干涉条纹满足的曲线方程,分析了不同条件下干涉条纹的形状,发现观察屏上可呈现圆、椭圆、抛物线、双曲线和直线5种类型的干涉条纹.基于理论结果进行了数值模拟和实验验证,数值模拟结果和实验结果吻合较好.     

Multiple-surface interference fringes analysis basing on wavelength-modulated phase shifting interferometry

Phase-shifting interferometry is widely used for high-precision surface measurements, but has difficulty in dealing with parallel optical plates. In this paper, an advanced method is proposed to simultaneously measure surface distributions of parallel optical plates from multiple surface interference fringes. The basic theory behind the technique is by applying wavelength-modulated phase shifting interferometry (WMPSI) to get enough frames of multiple surface interference fringes. In the procession of wavelength-modulated phase shifting, the phase variation for one point of the surface is traced and is processed by Fourier transform, and then the frequency spectrum of every surface can be separated from each other. Therefore, it allows extraction of front surface, back surface and thickness variation from multiple surface interference fringes with high precision.