分光仪调整中干涉现象的分析与应用

描述了在分光仪调整实验中观察到的干涉条纹现象,并且当转动平行平板玻璃时,该干涉条纹有粗细疏密变化.本文从理论上分析了产生干涉条纹及干涉条纹疏密粗细变化的原因.在已知平行平板玻璃的厚度和光的波长的情况下,可应用该现象测量平行平板玻璃折射率,给出了折射率的计算方法,对结果进行了数据处理及误差分析.     

测量平板玻璃折射率实验中干涉条纹不清晰原因的探讨

分析了利用分光仪测量平板玻璃折射率中条纹不清晰的原因,借助数值模拟得出与实验观测相同的干涉光强分布,明确了平板玻璃的楔角是干涉条纹不清晰的主要原因.通过对比不同楔角下条纹可见度随平板玻璃反射率的变化关系,确定了平板玻璃的最佳反射率为0.5至0.7之间,使学生在实验中可以观察到清晰的干涉条纹.     

钠光双线光谱下测量平板玻璃折射率实验的优化设计

利用分光仪测量平板玻璃折射率实验中,由于钠光双线光谱的影响,干涉场中往往得不到足够多清晰的干涉条纹,影响实验测量.借助数值计算分析出钠光双线光谱对透射光干涉场分布以及条纹可见度的影响,综合考虑理论结果和工艺要求,选取反射率为0.6、楔角1′左右的平板玻璃,在实验中观测到足够多清晰的干涉条纹,满足实验测量.     

法布里-珀罗干涉仪测平板玻璃折射率的方法研究

根据光线在法布里-珀罗干涉仪中的传播特点,提出了测量平板玻璃折射率的方法 .首先对法布里-珀罗干涉仪中插入平板玻璃前、后所产生的相邻等倾干涉亮纹直径平方的差值和法布里-珀罗干涉仪内、外介质的折射率之间的关系分别进行了理论分析;然后搭建实验光路,使用移测显微镜对干涉亮纹直径进行观察和测量,在平板玻璃厚度已知的前提下,即可得出平板玻璃的折射率,且实验中观察到的现象和测量结果与理论分析相吻合.     

对白光干涉法测量透明介质折射率实验的探讨

在时域中求解得到,光路中存在色散介质的情况下,白光双光束干涉光强度.由此证明了:用白光干涉法测量得到的是白光在色散介质中的群折射率,而并非相关报道中认为的折射率;讨论了介质厚度及色散对于涉条纹的可见度和干涉条纹显现时动镜移动范围的影响.上述结论得到了实验验证.     

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.     

四波混频实时光学检测

分析了利用掺铁铌酸锂晶体作介质的简并四波混频及其在干涉计量术中应用的原理,描述了被测透明样品的表面各光波及其干涉形成的透射条纹及反射条纹,利用光折变晶体的介电驰豫特性,求得透射条纹和反射条纹的对比度随时间变化的公式及各参数的相互关系。对由透射条纹及反射条纹计算被测透明物体样品折射率和厚度不均匀性的方法作了数学分析,提出一种新型四波混频实时测量透明物体的光学不均匀性的方法和实验光路,对相关参数对测量过程及测量结果的影响作了探讨,得到了平板玻璃样品的干涉条纹图像,计算出实验结果。     

气泡的远场干涉分析及应用

提出了一种分析气泡远场干涉的理论模型。平行激光束照射到透明介质中的气泡上,折射光束与全反射光束在远场发生干涉形成内密外疏圆环状干涉条纹,推求了两平行出射光线的光程差公式和两光线之间的距离公式,分析了圆环状干涉条纹内密外疏的原因,给出了计算干涉条纹存在区域和最高干涉级的方法。通过干涉方法可以测量气泡的直径,能够用于介质深处气泡尺寸的测量。利用远场干涉对玻璃水箱、平板玻璃、玻璃棱镜中的气泡直径进行了测量,其中玻璃棱镜中气泡直径测量结果与用阿贝比长仪测量结果对比,相对差为0.9%。预期了气泡远场干涉在运动气泡尺寸、泡内气体折射率、透明光疏介质中光密介质球尺寸测量等方面的应用。     

基于傅里叶变换的激光数字散斑测量平板玻璃的楔角

采用基于傅里叶变换的激光数字散斑测量了平板玻璃的微小楔角.通过在光路中借助毛玻璃的散射特性,采用高分辨率CCD直接记录激光散斑图像,对散斑图像进行快速傅里叶变换获得散斑结构的高信噪比的杨氏双缝干涉条纹,分析干涉条纹获得光强分布曲线,采用移动平均法消除光强曲线噪声后计算出干涉条纹间距,从而计算出平板玻璃的微小楔角.     

用CMOS线阵图像传感器测量透明材料的折射率

将衍射光栅干涉和CMOS线阵图像传感器技术相结合,提出了自动测量透明材料折射率的方法.介绍了用CMOS线阵图像传感器来实现透明材料折射率测量的基本原理和数据采集方法.采用曲线拟合计算条纹移动距离,提高了对干涉条纹移动量测量的准确性,折射率精度可提高到10-5数量级.     

掠入射法测量液体折射率实验现象分析

掠入射法是基于全反射定律,采用几何光学原理来测量液体折射率的一种方法.文中对掠入射法测量透明液体折射率实验中出现的干涉条纹进行了定量分析,认为在分光计望远镜中观察到的干涉条纹是光线进入辅助透镜和直角棱镜间被测薄液膜干涉形成的,通过定义干涉条纹疏密度,对于薄膜引起的光程差与干涉明纹(或暗纹)间距两者间的关系进行讨论,其讨论的结果与实验结果一致.     

迈克耳孙干涉实验

描述了迈克耳孙干涉仪的结构、原理和调节方法,对非定域干涉和定域干涉的成像过程和干涉条纹特点进行了分析,实现了氦氖激光波长和透明玻璃薄片折射率的测量实验,并对透明玻璃薄片折射率测量实验的调节方法和实验现象进行了详细讨论.     

各向异性介质的平行平板干涉

提出了各向异性介质平行平板干涉中的相位差计算方法.证明了e光干涉产生的条纹为严格的椭圆曲线,椭圆长短轴的比值等于o光主折射率与e光主折射率之比,而与晶体厚度、干涉级等参数无关.拍摄了实验干涉图,并用最小二乘法对干涉条纹进行椭圆曲线拟合,结果与理论完全一致.本文提出的方法可用于晶体主折射率比值的精确简便测量.     

利用等厚干涉法测量玻璃弹性模量

提出了一种基于等厚干涉原理测量玻璃弹性模量的方法。在标准平板玻璃上表面和待测平板玻璃下表面形成空气薄膜劈尖,分别测量待测平板玻璃在自然和受力两种状态下等厚干涉条纹的分布情况,从而得出玻璃弹性模量。该方法有效消除了玻璃平板表面不平整、材料内部不均匀和自身重力等因素对测量结果的影响。干涉条纹的分布信息通过CCD图像采集及计算机处理获得。该方法原理简单,设备常见,测量精度高,适用于实验教学,也可用于科研测量。     

基于粉末散射测量平板型光学元件的折射率

利用被测平板玻璃表面的粉末散射激光束,前表面形成各个方向的散射光和平板玻璃后表面的反射光形成等倾干涉,可计算出被测光学元件的折射率.分析了粉末颗粒大小、被测平板厚度、平板与观察屏的距离、相机分辨率对测量的影响.实验结果表明：采用颗粒较小的粉末易获得质量高的干涉图像,测量光路中设置平板与观察屏的距离为700～1 200 mm,且平板厚度在0.5～2.0 mm范围内,折射率的测量精确度较高.     

利用等厚干涉法测量玻璃弹性模量简

提出了一种基于等厚干涉原理测量玻璃弹性模量的方法。在标准平板玻璃上表面和待测平板玻璃下表面形成空气薄膜劈尖,分别测量待测平板玻璃在自然和受力两种状态下等厚干涉条纹的分布情况,从而得出玻璃弹性模量。该方法有效消除了玻璃平板表面不平整、材料内部不均匀和自身重力等因素对测量结果的影响。干涉条纹的分布信息通过CCD图像采集及计算机处理获得。该方法原理简单,设备常见,测量精度高,适用于实验教学,也可用于科研测量。     

LFI法测量半透明油的折射率

LFI方法曾被用来测量大直径光纤的折射率.用一半盛油一半为空气的毛细管代替光纤,并用聚焦的条形光束照射毛细管,空气与油的干涉条纹同时产生.根据空气的条纹可以确定参数b,根据一组已知折射率的标准样品可确定另一参数c,同时可以建立标准液体最外条纹的偏折角与折射率的标准曲线.对于未知折射率的样品,一旦测量出其最外条纹的偏折角,从标准曲线上就可以读出其折射率.实测了一组半透明油的折射率,其结果与阿贝折射仪测量结果接近.     

色散及视觉函数对白光干涉测折射率影响的分析

对使用迈克耳孙干涉仪白光干涉测量透明介质折射率实验中出现的3种异常现象的原因进行了分析。在考虑介质色散并对人视觉函数作适当简化的情况下,求得了干涉条纹可见度、可见白光干涉条纹时动镜的移动范围和折射率的表达式,并由实验对其结果进行了验证。结果表明,运用此方法测量所得的平行板透明介质折射率并非通常由相速度所定义的相折射率,而是白光在介质中由群速度所定义的群折射率。此方法可以用测量到的群折射率和已知的相折射率求得介质在中心波长处的色散。     

干涉法测量掺铒光纤的非线性折射率

本文提出一种测量掺铒光纤非线性折射率的方法,该方法使氩离子激光通过一根掺铒光纤和另一根并排的普通光纤产生干涉.由掺铒光纤的非线性折射率导致的位相差变化将使干涉条纹发生位移,通过位移的测量可以得出光纤的非线性折射率.     

干涉法测量光导纤维的折射率分布

本文用一种测量干涉条纹偏移量的方法测量光导纤维的折射率分布,测量的误差小于1.5%,得出了令人满意的结果.同反射法结果比较,最大相对折射率差△值的误差小于4%.