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.     

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.     

迈克耳孙干涉仪测量介质板折射率的问题研究

使用迈克耳孙干涉仪测量较厚介质板的折射率时,发现迈克耳孙干涉仪中放入待测介质板后,反射镜M1的调节方向异常.针对这一实验现象,从理论上进行分析,解释了实验中出现的异常现象,并推导出反射镜M1在两次观测中移动的距离与介质板折射率的关系式.实验结果进一步证明理论与公式的正确性.     

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.     

基于迈克耳孙干涉仪及劈尖测量透明液体折射率

提出了基于迈克耳孙干涉仪及劈尖组合的测量透明液体折射率的方法,对迈克耳孙干涉仪进行简单改装,将一个注满待测透明液体的劈尖和一个空的玻璃劈尖分别置入2个光路中.通过调节传动装置使注入液体劈尖在光路中的厚度发生缓慢变化,从而记录生出或消失的干涉条纹个数,进而测量液体的折射率.     

基于迈克耳孙干涉仪光路折叠和抽真空方式测空气折射率

采用光路折叠结合气室先预抽真空后充气的实验方式，改进了传统的迈克耳孙干涉仪测量气体折射率的方法.利用折叠光路法增加激光在气室中的穿越次数达到增加气室内的光程，从而数倍地增强待测信号；采取预抽真空后缓慢向连通气室的大容积缓冲真空室内充入待测气体，使气室内气压更均匀、平稳地增长，从而实现了气体折射率的高精度测量，并验证了气压与折射率的线性关系.     

迈克耳孙干涉仪的改进

为了减少迈克耳孙干涉仪实验中人为因素产生的误差,应用计算机图像处理技术,在传统迈克耳孙干涉仪的基础上构建了光波波长自动测量系统.该系统通过串口通讯协议,精准控制步进电机改变"动镜"的位置,获得固定微小光程差,从CCD相机采集干涉条纹图像,应用专用的图像识别软件,实现光源波长的自动测量.     

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.     

迈克耳孙干涉仪异常现象研究

观察并解释了迈克耳孙干涉仪的分光板被前后倒置后干涉条纹的变化，计算了这种异常情况下的光程差和干涉条纹形状的变化．     

迈克耳孙干涉仪中附加光程差对干涉图样影响的讨论

用迈克耳孙干涉仪做物理光学实验,教学中出现了在常规中不能出现的奇异现象,本通过分析仪器中的附加光程差,对干涉图样形成的原因作了定性解释,并得出结论。     

迈克耳孙干涉仪测平行玻片折射率实验的进一步研究

用迈克耳孙干涉仪测平行玻片折射率的实验中,干涉条纹的位置和形状出现许多与常规不同的现象。本文对此作一理论分析,并与实验结果相比较。     

光的干涉在水平调节及长度测量中的新应用

本文应用迈克耳孙干涉仪形成等倾干涉图样的原理,提出了快速、精确调整望远镜光轴和分光计中心轴垂直的方法,使用该方法在很大程度上缩短了调节时间并且提高了测量的准确性;将该调节思想与调零光程差的方法相结合,应用到杨氏弹性模量的测量中,提高了测量的精确性．     

傅里叶变换光谱仪用于白光光谱测量的实验设计

傅里叶变换光谱仪通过迈克耳孙干涉仪中双光束干涉强度与光程差变化之间的函数关系获得光源的光谱信息.基于自制的傅里叶变换光谱仪,利用光敏电阻和数据采集系统记录动镜沿镜面法线方向匀速运动过程中白光干涉图像的强度变化,得到了白光的相干长度,同时对干涉光强随光程差的分布函数进行了傅里叶余弦变换,得到了被测白光光源的光谱分布.     

迈克耳孙干涉仪产生特殊干涉条纹的原因

推导了迈克耳孙干涉仪分光镜放反的情况下光程的表达式,解释了出现椭圆干涉条纹或双曲线条纹的原因.     

读者来信

姚启均原著《光学教程》(第 2版 ) 63～ 64页上有这样一道例题 :“一迈克耳孙干涉仪中补偿板Ｇ2 的厚度ｔ=2ｍｍ ,其折射率ｎ2 =2 ,若将补偿板Ｇ2 由原来与水平方向成 45°位置转至竖直的位置 ,设入射光的波长为63 2 8 ,试求在视场中 ,将会观察到多少条亮条纹移过 ?”图 1　迈克耳孙干涉仪该书在解题中首先计算了当Ｇ2 与水平方向成 45°时 ,光线在补偿板内的路程ｔ′=ｔ/ｃｏｓ 3 0°,3 0°是根据折射定律得出的光线在补偿板内的折射角 .继而认为补偿板由原来与水平方向成 45°转到竖直位置 ,光程的改变为ｎΔｔ=ｎ(ｔ′ -ｔ) =ｎｔ[(1 /ｃ…     

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.     

用迈克耳孙干涉仪测量厚透明材料折射率

使用迈克耳孙干涉仪测量了厚透明材料的折射率.在光路中一半视场平行放入待测材料,对应的条纹出现压缩,根据条纹隐入和涨出计算待测材料的折射率,并进行了相关实验和误差分析.应用Zemax软件对实验进行了模拟,验证了其可行性.     

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.     

迈克耳孙干涉仪实验中等倾干涉环的计算机模拟

根据薄膜干涉原理分析了迈克耳孙干涉仪实验中的等倾干涉现象,得到了接收屏上的光强分布与入射角的关系．采用计算机模拟的方法,用Matlab编写程序,运行后得到了迈克耳孙干涉仪等倾干涉环的图样．     

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.