[实用新型]一种用半导体激光器做光源的双棱镜干涉实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于教学实验仪器技术领域，具体涉及一种用半导体激光器做光源的双棱镜干涉实验装置。

背景技术

自从1801年英国科学家托马斯.杨用双缝做了光的干涉实验后，光的波动说开始为许多学者接受，但仍有不少反对意见。有人认为杨氏条纹不是干涉所致，而是双缝的边缘效应，二十多年后，法国科学家菲涅耳做了几个新实验，令人信服地证明了光的干涉现象的存在，这些新实验之一就是他在1826年进行的双棱镜实验。它不借助光的衍射而形成分波面干涉，用毫米级的测量得到纳米级的精度，其物理思想、实验方法与测量技巧至今仍然值得我们学习。本实验装置通过用菲涅耳双棱镜对激光波长的测量，使得测量者掌握光的干涉的有关原理和光学测量的一些基本技巧。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用半导体激光器做光源的双棱镜干涉实验装置，用以大学物理实验和光学专业实验，应用该实验装置可以方便的测量激光波长，并且干涉条纹清晰易测。

本实用新型所提供的双棱镜干涉实验装置，其结构如图1所示。主要包括半导体激光器、狭缝、双棱镜片、凸透镜、偏振器、测微目镜、可微调滑块、光学导轨、不可微调滑块以及五个固定支架，其中：

所述半导体激光器，狭缝，双棱镜，凸透镜，以及偏振5共五个光学元件通过各自固定支架依次排列，在同一光轴线上；并且，狭缝、双棱镜的固定支架下端分别通过可微调滑块固定在光学导轨上，半导体激光器、凸透镜以及偏振器的下端分别通过不可微调滑块固定在光学导轨上；测微目镜设置于偏振器的后端；转动狭缝固定支架和双棱镜固定支架，使得狭缝和双棱镜均竖直放置；半导体激光器发出的红色光通过狭缝后能够均匀照亮双棱镜棱脊，在不放置凸透镜的固定支架的情况下，移动测微目镜的位置，使得可视范围内能够清晰测量干涉条纹。放上凸透镜固定支架，调节凸透镜的高度，使得通过测微目镜可以测量大小像，转动偏振器固定装置，使得测微目镜中的大小像清晰且不刺眼，测量大小像位置即可计算出光波波长。

本实用新型中，所述半导体激光器出射光功率约2mW，激光器前端取掉调焦镜头，使得出射光发散成接近平行光源，旋转激光器固定架使得激光束远场光斑呈竖直方向，这样激光束可以均匀照亮右侧竖直狭缝。

本实用新型中，所述双棱镜固定滑块为可微调滑块，狭缝滑块同样如此，可微调滑块具体为垂直导轨方向在中线前后可以微调5mm，这样可以方便的调节狭缝出射光均匀照亮双棱镜棱脊，并使得测微目镜中的干涉条纹数更加清晰且数量最多。

本实用新型中，所述凸透镜的前面可装有一小孔光阑，在两次成像法测量虚光源位置时，可以有效减小杂散光的影响，使得大小像清晰锐细，测量更加准确。

本实用新型中，所述测微目镜前端装有一可转动方向的偏振器，由于半导体激光器出射光为部分偏振光，所以通过转动偏振器角度可以改变加透镜两次成像时大像和小像的亮度，使得测量更加准确。

本实用新型中，所述光学导轨材料为铝合金型材，表面经过黑色阳极氧化，导轨长80厘米，满足两次成像滑块移动要求，整个导轨轻便且不易生锈。

本装置具有结构设计独特，调节方便、受外界干扰小，干涉条纹和大小像清晰锐细，实验内容丰富的特点。

附图说明

图1为本实用新型的装置结构示意图。

图中标号：1为半导体激光器，2为狭缝，3为双棱镜片，4为凸透镜，5为偏振器，6为测微目镜，7为可微调滑块，8为光学导轨，9为不可微调滑块。

具体实施方式

本实用新型主要包括半导体激光器1、狭缝2、双棱镜片3、凸透镜4、偏振器5、测微目镜6、可微调滑块7、光学导轨8、不可微调滑块9以及五个固定支架，其中：

所述半导体激光器1，狭缝2，双棱镜3，凸透镜4，以及偏振器5共五个光学元件通过各自固定支架依次排列，在同一光轴线上；并且，狭缝2、双棱镜3的固定支架下端分别通过可微调滑块7固定在光学导轨8上，半导体激光器1、凸透镜4、以及偏振器5的下端分别通过不可微调滑块9固定在光学导轨8上；测微目镜6设置于偏振器5的后端；转动狭缝2固定支架和双棱镜3固定支架，使得狭缝和双棱镜均竖直放置；半导体激光器1发出的红色光通过狭缝2后能够均匀照亮双棱镜3棱脊，在不放置凸透镜4的固定支架的情况下，移动测微目镜6的位置，使得可视范围内能够清晰测量干涉条纹。放上凸透镜4固定支架，调节凸透镜4的高度，使得通过测微目镜6可以测量大小像，转动偏振器5固定装置，使得测微目镜中的大小像清晰且不刺眼，测量大小像位置即可计算出光波波长。

所述半导体激光器前端镜头去掉，做降光强处理；其中狭缝宽度固定为0.04mm，并且调整狭缝为竖直方向，固定狭缝滑块可垂直导轨方向微调移动，有刻度显示移动位置；固定双棱镜镜片滑块也可以垂直导轨方向微调移动，并有刻度显示移动位置。凸透镜前装有光阑，使得两次成像法测量虚光源之间的距离时大小像更清晰，测微目镜测量像间距时更加准确。测微目镜前装有转方向的偏振器，由于半导体激光器出射光为部分偏振光，所以通过转动偏振器的方向，可以改变入射进眼睛中的干涉条纹和大小像的亮度，使得测量更加准确。五个滑块可以在一个长度为80cm的燕尾槽光学导轨上沿直线移动，导轨前端有分辨率为1mm的标尺，可以准确读出滑块所在位置，方便读数和测量。