[实用新型]一种改进型迈克尔逊干涉仪

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种迈克尔逊干涉仪，具体涉及一种能够保护眼睛、避免或减少激光对眼睛损伤的迈克尔逊干涉仪。

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，使之在一定条件下产生干涉条纹。

如图1所示为传统迈克尔逊干涉仪的光路示意图，A和B为材料、厚度完全相同的平行板，A为分光板，B为补偿板，分光板的后表面镀有半反射膜。M₁和M₂为平面反射镜，M₂是固定的，M₁和精密丝杠相连，使其可前后移动，最小读数为10^-4mm，可估算到10^-5mm，M₁和M₂后各有几个小螺丝可调节镜面倾斜度。

光源S(氦氖激光器)发出的一束光经分光板A的半反半透分成两束光强近似相等的光束1(反射光)和光束2(透射光)。由于分光板A与反射镜M₁和M₂均成45°角，所以反射光1近乎垂直地入射到M₁后经反射沿原路返回，然后透过A而到达观察屏O。透射光2在透射过补偿板B(其材料及厚度与A完全相同)后近于垂直地入射到M₂上，经反射也沿原路返回，在分光板1后表面反射后到达观察屏O处，与光束1相遇而产生干涉。由于B的补偿作用，使得两束光在玻璃中走的光程相等，因此光束1和光束2的光程差仅由它们在空气中的几何路程决定。

从观察屏位置O处向分光板A看去，除直接看到M₁镜外，还可以看到M₂镜经分光板A的半反射面反射的像M₂′。这样，在观察者看来，两相干光束好像是M₁和M₂′反射而来的。因此从光学上来说，迈克尔逊干涉仪所产生的干涉条纹与M₁、M₂′之间的空气薄膜所产生的干涉条纹是完全一样的。图中M₂′是M₂经分光板A反射后的虚像。因此两反射光的光程差为：

Δ＝2d cosi′    (1)

其中d为空气薄膜的厚度，i′为光线的入射角。产生亮纹的条件为：

Δ＝2d cosi′＝kλ(k＝1,2,3...)    (2)

产生暗纹的条件为：

Δ=2dcosi′=(2k+1)λ2(k=0,1,2...)---(3)]]>

当M₁与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条纹。

实验具体操作过程中为了保证M₁与M₂′严格平行，即M₁和M₂相互垂直时，所使用的方法是取下观察屏，用肉眼直接观察分光板A，可看到两组光点，调节M₂后的螺丝(有时还略需调节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。但是，由于激光对人眼有伤害，不能直射入眼，同样，经平面反射镜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，应尽量避免。

发明内容：