精密干涉仪-上海交通大学物理试验中心.PDF

PASCO 物理组合实验系列 高级光学组合实验 (平台部分) 叶庆好编译 上海交通大学物理实验中心 目 录 引言……………………………………………………………………1 设备介绍………………………………………………………………2 实验原理………………………………………………………………4 安装与操作……………………………………………………………6 干涉仪使用技巧………………………………………………………8 实验1：干涉测量法入门……………………………………………10 实验2：空气的折射率………………………………………………12 实验3：玻璃的折射率………………………………………………14 附加实验的建议 ……………………………………………………16 引言 OS—9255A 精密干涉仪从理论与实践两方面介绍有关的干涉的知识，可以以三种不同 的方式进行精密测量。 迈克耳逊（Michelson ）干涉仪 迈克耳逊干涉仪在历史上具有一定的重要性。迈克耳逊干涉仪以其简单的结构揭示了干 涉仪的基本原理，可用来测量光的波长、空气和其它物质的折射率。 特外曼-格临（Twyman-Green ）干涉仪 特外曼-格临干涉仪是现代重要的光学元件测试工具。它使得制造精度为零点几个光波 长的光学系统成为可能。 注意：PASCO 精密干涉仪没有设计用特外曼-格临方式来测试实际元件，它仅仅简单介绍了 这种干涉测量法的重要应用。 法布里-珀罗（Fabry-Perot ）干涉仪 法布里-珀罗干涉仪也是现代重要的工具，它常用于高分辨率的光谱测量中。由于它的 条纹比迈克耳逊干涉仪的条纹更锐利、更细长，其分布在空间也展的更宽，所以能精确地分 辨波长的微小差别。法布里-珀罗干涉仪在激光理论中也很重要，因为它提供了光放大所需 的谐振腔。 这三种工作方式的转换和元部件的调整比较简单，因为所有的反射镜是用卡片螺丝安装 在基座的固定位置上，透镜、观察屏和其它元件则使用元件支架利用磁性吸附安装在基座上。 这三种工作方式的测量都是精确的。一个重 5kg 的机制铝基座为实验和测量提供了稳定 的平台。所有反射镜的平整度为 1/4 波长，内置测微计使反射镜移动的精度小于一微米。 1 设备介绍 OS-9255A 精密干涉仪包括下列设备： 5kg 重内置测微计的基座 2 个元件支架 可调反射镜 观察屏 可移动反射镜 焦距为 18mm 的透镜 分束器 漫射体 补偿板 元部件储藏箱 其它需要的设备： 激光器(OS-9171) 激光器光具座（OS-9172 ） 注意：以上列出了组成基本迈克耳逊干涉仪所需的全部设备，使用这些设备可以得到清晰的 条纹，并精确测量光源的波长。然而，为做本手册所列的全部实验，还需要一些附加元部件， 例如 OS-9256A 干涉仪附件或类似的一套自备元部件。 其它推荐的设备： OS-9256A 干涉仪附件包括： 旋转指针