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： 相長干涉：相長干涉： 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。可以看到，條紋的變化情況?？梢钥吹?， 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