[发明专利]迈克尔逊干涉图象两级放大调节法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种迈克尔逊干涉图象调节新方法。

背景技术

迈克尔逊设计了一种科学、精巧的光学干涉仪，用这个仪器可以精确测量许多物理量，如光波波长、 介质折射率等等，最著名的是迈克尔逊和莫雷一起用这个仪器证明了以太不存在，爱因斯坦据此提出了相 对论，把人类对自然界的认识推进到了一个新时代。人们把这个仪器叫做迈克尔逊干涉仪，现代很多高精 尖仪器都是以迈克尔逊干涉仪为其基础的。许多高校都把迈克尔逊干涉实验作为一个非常重要的基础物理 光学实验。实验原理是用一个分光镜将入射光——现在常用半导体激光——分为互相垂直运动的两束光， 两分光束各自经反射镜再汇聚到一起，如果两束光完全平行重合且光程差不超过其相干长度，经扩束后， 就可在观察屏上看到清楚的干涉图象。现在调节两束分光束平行重合的方法是仔细调节两束分光束扩束前 在观察屏上的小光斑，当两光斑完全重迭时，可以证明两分束完全重合平行了，加上扩束镜把光束扩大， 就可在观察屏上看到干涉图象。因这两个光斑直径太小，约2mm，许多时候操作者肉眼观察两光斑重合 了，扩束后却看不到干涉图象，原因是两光斑重合不好，只好取下扩束镜再仔细调节光斑重合状态，如此 反复，花费许多时间，往往还调节不出干涉图象，眼睛还因长时间受激光刺激出现眼花、流泪、头昏等不 适症状，有时即使能调到两光斑重合，光斑处出现了干涉图象，但因光斑太小，干涉条纹太短、太密，操 作者难以察觉，仍在继续调节，结果反倒使两光斑又不重合了。有人用现有扩束镜直接放大光斑进行调节， 理论上只要两束光平行重合了就可观察到干涉图象，但实际结果很难如愿，经长时间调节看不到干涉图象， 取下扩束镜才发现两光斑相距甚远，其原因是现有扩束镜直接放大的光斑大于现有观察屏，难以观察两光 斑边缘处的重合状况。总之现有迈克尔逊干涉仪的调节机构和方法存在难以调节出干涉图象的问题。

发明内容

为了解决现有迈克尔逊干涉图象调节困难、浪费时间、激光伤眼等问题，本发明提供了一种迈克尔逊干涉 图象两级放大调节法，可以方便地调节迈克尔逊干涉图象，从而解决长时间调不出干涉图象、费时费力， 激光伤眼的问题。

本发明解决迈克尔逊干涉图象调节困难、浪费时间、激光伤眼等问题的技术方案是，在现有迈克尔逊干涉 干涉仪的基础上增加一个小倍数扩束镜，调节时，先加一个小倍数扩束镜在光源和分束镜之间，将两分光 束光斑直径扩大到约20mm，比激光光斑本身约大10倍，使这两个分光束光斑边缘在现有观察屏内清晰可 见，这时调节这两个直径约20mm光斑重迭就是一件很容易的事，而且两光斑重迭好了，干涉条纹立刻清 晰可见，不象小光斑中即使出现干涉条纹，人眼也不易察觉，只要看到了干涉图象，取下小倍数扩束镜， 换成现在常用的大倍数扩束镜即可在整个观察屏上看到干涉图象，其它后续调节按现有常规。

本发明的有益效果是，先用小倍数扩束镜放大光斑，方便操作者调节两分光束光斑成重迭状态，出现的干 涉图象易于观察到，可以大大减少调节干涉图象的时间，同时减少激光对人眼的伤害。

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明

图1是本发明的光路示意图

图中，1.可移动全反射镜，2.分束镜反射光，3.分束镜，4固定全反射镜.，5.分束镜透射光，6. 补偿镜，7.观察屏，8.激光光束，9.激光器，10.小倍数扩束镜，11.大倍数扩束镜。

具体实施方案：

在图1中，半导体激光(9)发出的激光束(8)与分束镜(3)、补偿镜(6)的面法线约成45度，分 束镜透射光(5)与固定全反射镜面(4)垂直，分束镜反射光(2)与可移动全反射镜面(1)垂直，观察 屏(7)置于可移动全反射镜面(1)到分束镜(3)连线的延长线上，小倍数扩束镜(10)和大倍数扩束 镜(11)置于入射光(8)的附近。调节时，先将小倍数扩束镜(10)放入入射光路中使光斑扩大，调节 出干涉图象后取下小倍数扩束镜(10)，换成大倍数扩束镜(11)进行后续的常规调节。