[发明专利]一种光纤智能迈克尔逊干涉仪装置及其使用方法

说明书

本发明涉及光学技术领域，更具体地，涉及一种光纤智能迈克尔逊干涉仪装置及其使用方法，包括光学调节系统、用于发射信号光束和干涉光束的光信号系统和读数调节系统；光学调节系统包括依次设置的观察屏、扩束镜、凹透镜、凸透镜、半透半反镜和全反镜，凹透镜、凸透镜、半透半反镜和全反镜上均设有挡板；光信号系统设于扩束镜与凹透镜之间；读数调节系统与全反镜连接。解决目前使用的迈克尔逊干涉仪，所存在的结构复杂、调节不便、容易造成眼睛伤害、实验环境黑暗、人为误差较大等问题。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，更具体地，涉及一种光纤智能迈克尔逊干涉仪装置及其使用方法。

背景技术

迈克耳逊干涉仪的作用在于利用分光板的反射和透射，将来自光源的一束光波分成两束，并经行不同的光路之后，又经分光板后表面的反射和透射而会合，相互交迭满足相干条件，使之产生干涉条纹。

如图1所示为传统迈克尔逊干涉仪的光路示意图，图1中03、04为厚度完全相同的平行板(分光板03、补偿板04)，分光板03的后表面镀有半透半反膜。固定反射镜06(M2镜)和移动反射镜05(M1镜)后各有几个小螺丝可调节镜面倾斜度。

光源01(可以是氦氖激光器)发出的一束光经扩束镜02扩束后照向分光板03，半透半反的分光板03将一束光分成两束光强近似相当的光束①(反射光)和光束②(透射光)。由于分光板03与M1和M2均成45°角，所以光束①近乎垂直地入射到M1后经反射沿原路返回，然后透过分光板03而到达观察屏07。透射光束②在透射过补偿板04后近于垂直地入射到M2上，经反射也沿原路返回，在分光板03后表面反射后到达观察屏07处，与光束①相遇而产生干涉。

当M1与M2的虚像M2’严格平行时，可以观察到由一系列明暗相间的同心圆组成的等倾干涉圆环。

实验具体操作过程中，为了保证M1与M2’严格平行，即M1和M 2相互垂直时，所使用的方法是：取下观察屏07，用肉眼直接观察分光板03，可看到两组光点，调节M2后的螺丝(有时还需略调节M1后的螺丝)，使两组光点中最亮的两个光点完全重合，装上观察屏理论上就可以观察到等倾干涉条纹。

再移动M 2，进行人工读取中心环的明暗变化的次数，然后读取M 2移动后(主尺、粗调手轮、细调手轮)的刻度。

这种普通的迈克尔逊干涉仪存在着以下不足：

(1)、其结构复杂，需要两块厚度完全相同而且平行的分光板和补偿板。如果这些条件不满足，则很难将其调节修复平行。

(2)、其调节不方便，要调节反射镜M1和M2由于光点光强太大，肉眼观察调两观点重合很不方便。

(3)、容易伤害眼睛，由于激光对人眼有伤害，不能直射入眼。同样，经平面反射镜M1和M2反射后的激光对人眼也有伤害，在调节光点重合时，需要用肉眼长时间观察，因此这样的实验操作对人眼有损伤。

(4)、实验环境黑暗，由于实验形成干涉的光线较弱，观察其明暗变化时需要在黑暗中操作，所以其整个实验都是在黑暗中进行，整个操作和读数时都很不方便。

即使是在读数时开灯照明来进行读数，也会因明暗变化太大眼睛也难以适应，也容易伤害眼睛。

(5)、人为误差较大，由于实验要求读出中心明暗变化几百次，实验的时候因长时间用眼紧紧盯住细小的干涉条纹进行计数相当吃力，而且有时因眼睛疲劳容易发生计数错误，导致较大的实验误差。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种光纤智能迈克尔逊干涉仪装置及其使用方法，解决目前使用的迈克尔逊干涉仪，所存在的结构复杂、调节不便、容易造成眼睛伤害、实验环境黑暗、人为误差较大等问题。