光電系統(tǒng)實踐馬赫澤德干涉VIP

1、同軸光路調(diào)試實驗報告實驗?zāi)康模? 掌握同軸光路的調(diào)試技巧；2 觀察馬赫德澤干涉現(xiàn)象。實驗器材半導(dǎo)體激光器、可調(diào)孔徑光闌、半反半透鏡兩面、全反鏡兩面、激光擴束鏡、白色面板。實驗原理如圖所示半導(dǎo)體激光器發(fā)出激光，經(jīng)過半透半反鏡后，分為傳播方向垂直的兩路光，在兩路光傳播的方向上，放置全反鏡，最后，在兩束光線重合的點，放置半透半反鏡，進行光束的合束。試驗步驟1 調(diào)節(jié)半導(dǎo)體激光器水平方向準(zhǔn)直：將半導(dǎo)體激光器穩(wěn)固地夾持在支架上，在離試驗臺面邊緣15cm處，固定激光器的基座，此時，半導(dǎo)體激光器出光口的中心到臺面邊緣的距離為15cm，打開激光器，在距離激光器出光口約1m的位置，測量光斑的位置與臺面邊緣的距離，

2、若此距離不為15cm，調(diào)節(jié)激光器基座上螺釘，使光斑的位置為15cm，再次測量激光器出光口中心距離臺面的距離，反復(fù)調(diào)節(jié)，直至激光器出光與臺面邊緣平行，此時可視激光器在水平方向上已經(jīng)準(zhǔn)直。2 調(diào)節(jié)半導(dǎo)體激光器垂直方向準(zhǔn)直：完成步驟1后，測量激光器出光口中心距離臺面的高度，（本實驗中在安裝半導(dǎo)體激光器時，已將高度定位20cm，此舉可以防止在此步驟中再調(diào)節(jié)高度時，破壞了步驟1中完成的水平方向準(zhǔn)直。）測量距離出光口中心1m處的光斑距離臺面的距離，如果不是20cm,調(diào)節(jié)激光器基座上的調(diào)節(jié)螺絲，至20cm，在測量激光器出光口中心高，如果與1m遠處一致，表示激光已經(jīng)在垂直方向上準(zhǔn)直。3 重復(fù)步驟1和2，直至，

3、半導(dǎo)體激光器在水平和垂直方向上都垂直，此步驟基于的條件是，實驗臺面是平整并且邊緣規(guī)則。4 放置半透半反鏡進行分光：在半導(dǎo)體激光器的正前方放置半透半反鏡，使光束分為傳播方向垂直的兩路光線，此時，應(yīng)該保證的是，半透半反鏡的鏡面與光線所稱的角度為45度，此處可以借助于45度的三角板，完成分光步驟，由于激光透射鏡面后，會有一定角度的偏移，所以經(jīng)過半透半反鏡分光后的兩束光線并不是完全垂直。5 完成分光之后，在兩路光線的傳播方向上，放置全反鏡，改變光的傳播方向，完成合束，同樣，全反鏡的鏡面也應(yīng)該與光線成45度角。6 利用白板光屏觀察經(jīng)過全反鏡反射后的光纖的相交情況，主要觀察兩個光斑的高度是否一致，是否有相

4、交點，相交點，全反射鏡反射點，半透半反鏡出光點，四個點是否構(gòu)成了矩形，這是兩光束能夠完全重合的必要條件。7 當(dāng)兩光束能在光屏上完全重合之后，在兩束光線的交點處，放置半透半反鏡，進行光束的合束，合束的要求為，在半透半反鏡的出光處，兩束光的光斑重合，并且在距離該點1.5m處，該光斑仍然重合；并且，當(dāng)擋掉一路光束時，該光斑變暗，但仍然存在，此時，整個光路便調(diào)節(jié)完成，在距離合光點1.5m處，此時應(yīng)該可見馬赫澤德干涉條紋。實驗過程1. 激光光線的準(zhǔn)直調(diào)節(jié)中，發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器的光斑并不是圓形的，而是一個比較畸形的橢圓，這與激光原理中學(xué)到的，半導(dǎo)體快軸與慢軸光線之間有相位差角，造成了光線的模斑不是標(biāo)準(zhǔn)的圓形

5、，為了解決這一問題，可采用的方法是，在出光處，設(shè)置一個小孔徑的圓形光闌，這樣便可保證光斑為圓形。2. 從半導(dǎo)體激光器射出的光線，經(jīng)過半透半反鏡后，得到了四個光斑，分布是每個傳播方向上都有兩個光斑，不過兩個光斑的亮暗程度還是清晰可辨的，并且，分出的兩束光線強度也不一樣，透射光的強度大于反射光的強度，后經(jīng)查證，為半透半反鏡所鍍光學(xué)薄膜，并不是適用于該半導(dǎo)體激光器，激光在兩個界面上發(fā)生多次斯涅耳反射、多光束干涉后，出射的為零級與一級光斑，實驗中，可以忽略掉一級光斑。3. 在利用了全反鏡改變光路之后，在白色光屏上觀察兩光斑的位置，發(fā)現(xiàn)，兩光斑并不處于同一高度。為解決這一問題，開始時，采用的方法是調(diào)節(jié)其

6、中一個全反鏡的螺釘，似的兩束光能夠匯聚，本以為解決了這一問題，但將半透半反鏡放置合光之后，在1.5m遠處，兩光束便分開了。所以該解決方法并不能解決問題，正確合理的做法是，利用同一個光闌，調(diào)整并驗證，經(jīng)過全反鏡后的光路在水平和垂直方向上準(zhǔn)直，并且高度相同，這樣，在合光處便能看到重合的光斑。4. 最后利用半透半反鏡進行合束，盡管之前合束光線已經(jīng)在水平和垂直方向上準(zhǔn)直了，如果半透半反鏡的位置和方向沒有放好，兩束光合束之后，仍然會在遠處散開。此時，該做的不是調(diào)整之前的光路，而是調(diào)節(jié)半透半反鏡的位置和方向，是的兩個光斑在鏡面上便重合，同時調(diào)節(jié)螺釘，使得光斑在遠處也是重合的。實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象，僅以圖片作以說明1. 在半透半反鏡處合束的情況：2. 1.5m遠處的光斑情況3. 全局圖片：實驗總結(jié)該實驗原理比較簡單，主要的考驗在于腳踏實地地做好每一個調(diào)光步驟。在實驗中，我們著重調(diào)節(jié)了激光器的光路，使之達到準(zhǔn)直的要求，這點，我們覺得是相當(dāng)重要的。其次，每當(dāng)光線通過了一個光學(xué)元件，我們需要重新對光線的準(zhǔn)直情況進行檢驗，如果不合格，需要進一步的調(diào)整該器件的方位，使光線仍在同一高度。另外值得注意的便是，如果光斑過大或者形狀過于奇怪，可以利用孔徑光闌進行整形。最后，值得一提的是，1.5m處的合光光