泰曼-格林干涉儀

1、 泰曼-格林干涉儀 -電科0901 丁最 S:單色激光光源 L：透鏡 M1，M2：反射鏡 G：鍍有銀膜的玻璃 板 S： 點(diǎn)光源或擴(kuò)展的點(diǎn)光源或擴(kuò)展的 單色光源；單色光源； M1：固定反射鏡；：固定反射鏡； M2：可移動(dòng)反射鏡；：可移動(dòng)反射鏡； G1：半透半反鏡；：半透半反鏡； G2：補(bǔ)償板，與：補(bǔ)償板，與G1材材 料和幾何尺寸相同；料和幾何尺寸相同； L： 透鏡，觀察擴(kuò)展透鏡，觀察擴(kuò)展 光源干涉圖樣時(shí)使用光源干涉圖樣時(shí)使用 。 泰曼干涉儀是邁克爾孫干涉儀的一種變型，它與邁克 爾孫干涉儀有些許不同， 1，泰曼干涉儀的光源一般是單色激光光源，后 者可用點(diǎn)光源或擴(kuò)展光源 2，泰曼干涉儀有校正像差的透

2、鏡L 3，泰曼干涉儀沒有補(bǔ)償板 原理圖分析 若作出反射鏡M1在半反射 面G中的虛像M1，干涉 儀的出射光線相當(dāng)于M2 和M1所構(gòu)成的空氣楔 的反射光，因而泰曼干 涉儀實(shí)際上就等效于平 面干涉儀，只是這里兩 束光的光路被完全分開， 進(jìn)而產(chǎn)生了干涉條紋。 總光程差：總光程差： 相長(zhǎng)干涉：相長(zhǎng)干涉： 相消干涉：相消干涉： 中心亮紋：中心亮紋： 中心暗紋：中心暗紋： k=0, 1, 2, 3, k=0, 1, 2, 3, k=0, 1, 2, 3, k=0, 1, 2, 3, 光程差的分析 2 cos2 ih kih 2 cos2 2 12 2 cos2 kih kh 2 2 2 12 2 2 kh

3、( h為M2與M1之間的距離） 圖中事實(shí)上是包含了等傾 干涉條紋和等厚干涉條紋。 其等傾干涉條紋的特點(diǎn)表 現(xiàn)在條紋彎曲上，這是由 于發(fā)生干涉的兩個(gè)平面波 并不是理想平面的。而等 厚干涉條紋的特點(diǎn)表現(xiàn)在 其條狀條紋上，這是由兩 束光波方向上并不是完全 平行而造成的，即一個(gè)平 面鏡與另一個(gè)平面鏡的像 存在一個(gè)夾角 泰曼干涉儀的用途很廣泰曼干涉儀的用途很廣 普遍用來檢驗(yàn)平板，棱鏡和透鏡等光學(xué)元件的質(zhì)量。普遍用來檢驗(yàn)平板，棱鏡和透鏡等光學(xué)元件的質(zhì)量。 更為精密的用途更為精密的用途 。檢測(cè)室內(nèi)微小振動(dòng)和空氣流動(dòng)檢測(cè)室內(nèi)微小振動(dòng)和空氣流動(dòng) 。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)溫度變化。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)溫度變化 。檢測(cè)直角棱鏡的綜合質(zhì)量

4、。檢測(cè)直角棱鏡的綜合質(zhì)量 檢測(cè)室內(nèi)微小振動(dòng)和空氣流動(dòng)檢測(cè)室內(nèi)微小振動(dòng)和空氣流動(dòng) 原理：泰曼干涉系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)的靈敏性很高。微 小的振動(dòng)會(huì)引起泰曼干涉系統(tǒng)兩臂的平面鏡的 微小振動(dòng)，而兩個(gè)平面鏡的振動(dòng)對(duì)條紋的移動(dòng) 影響是很大的的，從而引起干涉條紋的變化。 空氣的流動(dòng)會(huì)引起空氣折射率的變化，從而使 光程差發(fā)生變化，最終導(dǎo)致條紋的移動(dòng)。 第一組圖片表示了在實(shí)驗(yàn)室第一組圖片表示了在實(shí)驗(yàn)室 冷氣機(jī)啟動(dòng)的情況下，干涉冷氣機(jī)啟動(dòng)的情況下，干涉 條紋的變化情況?？梢钥吹?，條紋的變化情況?？梢钥吹剑?由于冷氣機(jī)的振動(dòng)和空氣不由于冷氣機(jī)的振動(dòng)和空氣不 均勻性，干涉條紋晃動(dòng)明顯。均勻性，干涉條紋晃動(dòng)明顯。 而調(diào)整而調(diào)整M

5、1M1和和M1M1在在M2M2臂的像臂的像 M1M1的夾角的夾角 ，當(dāng)，當(dāng) 越大，越大， 條紋越細(xì)，則振動(dòng)和空氣的條紋越細(xì)，則振動(dòng)和空氣的 不均勻性造成的條紋晃動(dòng)就不均勻性造成的條紋晃動(dòng)就 越小。第二組圖所示，在細(xì)越小。第二組圖所示，在細(xì) 條紋情況下，條紋晃動(dòng)就不條紋情況下，條紋晃動(dòng)就不 明顯了。利用此現(xiàn)象，可以明顯了。利用此現(xiàn)象，可以 用泰曼干涉儀來測(cè)微小振動(dòng)用泰曼干涉儀來測(cè)微小振動(dòng) 和空氣密度變化，而調(diào)和空氣密度變化，而調(diào) 相相 當(dāng)于調(diào)精度。當(dāng)于調(diào)精度。 熱物體溫度的變化會(huì)引起周圍空 氣的運(yùn)動(dòng)，從而引起空氣折射率的 變化。這在泰曼干涉系統(tǒng)中，就表 現(xiàn)光程差的變化，從而引起干涉條 紋的變化。第一組圖為高溫的電烙 鐵突然放進(jìn)泰曼干涉系統(tǒng)其中一臂 時(shí)條紋的變化。左圖為電烙鐵沒放 入干涉系統(tǒng)前的情況，右面兩圖為 電烙鐵放進(jìn)了干涉系統(tǒng)后條紋的變 化?？梢?，在電烙鐵的周圍溫度最 高，空氣折射率變化也大，所以條 紋彎曲就越明顯。 第二組圖為電烙