用过迈克尔逊干涉仪的朋友请指点

土豆 · 发表于 2003-5-16 18:29:00

我自己攒了一个迈克尔逊干涉仪，
效果还不错，只是位移精度低一点，
稍微移动一点，干涉环就西里哗啦的吞吐起来，
用来测量波长是有些难，不过作为定性的观察还可以，
特别是对于外界的机械振动和电磁扰动实验很有用，

不过一开始就遇到一个问题：
干涉环出现的位置不止一个，而且很有规律的重复出现，
在两束光斑完全重合时，中心环直径最大，清晰度和对比度最高，
移动反射镜，中心环直径不变，但外环变得越来越密集，
最后整个干涉环消失，
但是继续移动反射镜，干涉环又会出现，这次中心环直径变小了一点，
而且每隔1.3mm左右出现一次干涉光环，
中心环直径一次比一次小，清晰度和对比度一次比一次低，
我能看到的有向后移动5次，向前移动5次，
即在反射镜移动量ΔL=1.3*10=13mm范围内，
每移动1.3mm，干涉光环就重复出现一次，

开始总也想不通这个1.3mm是怎么回事，
后来想起激光笔的波长λ是630-680nm，中间值是650nm=0.65微米，
2λ=1.3微米，
2000λ=1.3毫米，
由于光线是往返的，所以移动量ΔL=1.3mm的话，
光程差d=2.6mm =4000λ，

我不明白为什么会有这种规律呢？
这好象与谐波有关吗？可是4000次谐波也太高了点？
干涉环吞吐是2、3、4、...n次谐波的表现吧？
或许是吞吐到2000次谐波后，光环又开始变得稀疏起来？
所以在4000、8000、16000次谐波处光环又出现了？

总之，实际观察到的是：
随着反射镜的移动，外环逐渐变密，最后消失，
如果有高倍显微镜的话，或许可以看到更密集的干涉环，
所以估计当反射镜相对移动量ΔL=0.65mm时，干涉环达到最密集，
ΔL再增加，干涉环就又开始逐步变疏，
最后在ΔL=1.3mm处再次清晰出现，如此循环，

书上也没有讲过这个问题，所以只好来请教一下各位，
或许哪本书里介绍过这个问题？

qtfp · 发表于 2008-1-22 02:41:11

你好最近做了跟你類似的實驗其實你看到的環只要是雷射都會有
因為雷射是高斯波前如果你加上了透境就會使高斯波前轉換到近似球面波前坐起來會跑出牛頓環

土豆 · 发表于 2007-4-17 04:17:00

存在反射？还不太明白你的意思呀？

不知是否还有人对此有过实际的观测或研究？我感觉其中应该有一些规律性的东西，
估计可能与原子发光波列有关，本波列干涉最清晰，与其他波列之间不是完全不能产生干涉，
而是干涉环的清晰度逐渐降低？

更一般的，对于脉冲激光器，是否会存在这样的规律：
任一脉冲P1被分成两束后的干涉环应该是最清晰，
而P1与下一个脉冲P2之间并不是完全不能产生干涉，而只是干涉环清晰度有所下降？

qudit · 发表于 2007-3-12 06:11:00

器件的前后表面都存在反射？

土豆 · 发表于 2006-11-27 00:05:00

再补上两张照片，别太失望，土豆的东西就是土一点，呵呵，
那时还没有标准反射镜和平移台，都是用的一般镜子，移动臂是用的显微镜上的平移齿条，
不过用来观察干涉环的“清晰度周期变化”还是足够了，

钠黄光的观察可能还要去掉外加强磁场和“P-F镜”才好，只好以后再试了，
不过至少现在知道：
在强磁场下观察钠黄光谱线分裂的“P-F干涉实验”中，也存在干涉环“清晰度周期变化”的问题，
这说明还不是我的设备简陋的问题吧？

br/

土豆 · 发表于 2006-11-25 22:04:00

以下是denniswoo在钠黄光F-P实验中发现的干涉环“清晰-模糊”重复出现的现象，仅供参考：

************************************************

光电论坛：光学理论与物理学　

贴子主题： [求助]用F-P做“钠黄光”双波长差测试时，　　

denniswoo 头衔: 浙大光电系

随着程差的变化，为什么条纹会出现“清晰－模糊－清晰”的过程～～
急问～
谢谢。。。。。。。

2003/05/26 09:05pm　IP: 210.32.*.*

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huanghx 　　

看工光了！简单

2003/05/27 05:41pm　IP: 211.90.*.*

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denniswoo 头衔: 浙大光电系

你说给我听阿～

2003/05/29 03:40pm　IP: 210.32.*.*

=============================================

ic5 头衔: 论坛版主

F-P干涉仪有干涉效应啊，是不是干涉条纹的影响呢？

2003/05/29 04:39pm　IP: 211.90.*.*

=============================================

sapphire 　　

应该像楼上所说的吧,标准具在不同程差时,满足透射的波长不同,
如果入射光中波长成分不连续,在相邻的波长之间部分满足各自干涉加强条件,
所以干涉现象不充分,条纹就模糊了吧,

2003/05/29 05:09pm　IP: 155.69.*.*

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huanghx 　　

λ^2/2*h=Δλ 啊

2003/05/29 10:28pm　IP: 211.90.*.*

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yydyyd 　　

顺便请教诸位一个问题，Na的D2谱线的准确波长是多少（589.?????nm，精确到小数点后4位）？
我非常需要急于知道这个参数。我查了很多资料都没查到。
那位如果知道一点线索，或者知道什么地方能查到，请给我提一提。在下先道谢了！

2003/06/04 08:27pm　IP: 61.157.*.*

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土豆　　

有意思，我5.16发过一篇半导体激光干涉条纹清晰度具有周期性的帖子，
见本论坛第4页，《用过迈克尔逊干涉仪的朋友请指点》一贴，
原来钠黄光也有这种现象吗？那太有意思了，说明这不只是激光才有的，
是发光体存在的普遍规律？
估计：
两个被分开波列完全重合时的相干度最高，
两波列错开的越多，相干度越低，干涉环越模糊，可见度越低（见附文），
如果两波列完全错开，无法相遇、相干，干涉环就消失了，
但是这列落后的波列还可以与后面一个波列相遇、相干，
这大概就是“干涉周期性”的产生机理了吧？
另外想问一下，F-P做“钠黄光”双波长差测试是用的一个钠光源还是两个？
干涉条纹清晰与再清晰之间的距离是否一样？大约等于多少？
我测量的红色650nm激光的清晰重复出现距离大约是1.3mm，
很希望知道你们的测试结果，相互多交流吧？

2003/06/05 11:52am　IP: 61.159.*.*

土豆 · 发表于 2006-11-25 08:33:00

我想先从一个简单的实验来分析，就是现在很成熟了的“同步辐射”，
假设在回旋加速器内只有一个“电子团”在旋转，
那么我们在某个角度接收“回旋辐射”（同步辐射）时，
就会得到一列列的光波，波列的间距大约等于“电子团”旋转一周后（周期为t），
前一个光波列走过的距离L=ct，如果把这束光射入迈克尔逊干涉仪，
我们就会发现：
只有当两路的光波列完全重合---同时到达或时间差满足某个周期t，
干涉环才会比较清晰，当然2t比3t清楚些，...，
两路光的波列中心错开的越多，干涉环就越不清晰，
这只是个初步的简化设想，至于为什么随着激光功率P的增加（Δf减小），
这个间距L=ct就会减小（t减小），甚至可能波列之间是首尾相连或重叠的，
好象还不是一下能说清的？

[此贴子已经被作者于2006-11-25 14:08:58编辑过]

三面互检 · 发表于 2006-10-16 06:07:00

光学拍的原因吧，因为每个颜色（频率）的光都行成一组条纹，而且间距不一样横向错开一定的位移

因此相互叠加后出现拍频，谱宽很宽的光源（相干长度短的光源）这种现象很明显。

河边草 · 发表于 2005-4-10 08:34:00

半导体激光器必须避免反射光的进入，否则频率不稳。你改用He-Ne激光，就不会看到这个现象了。

zenghualin · 发表于 2005-3-3 06:16:00

性能规范LD的性能指标 LD参数单位最小值典型值最大值波长nm640650660LD额定功率mW-5-工作电流mA253545工作电压V-2.22.5光束发散角deg6
248
3012
35工作温度℃-10-50我对干涉仪不是很了解，但我猜测一楼的可能存在外差相干现象

rymansy · 发表于 2005-3-3 05:31:00

楼主的信发了吗？

得到答案了吗？

土豆 · 发表于 2003-7-10 23:42:00

我以前也说过必须尽量降低Q值，增加腔内光损耗，
这样也就降低了输出功率P，增加了Δf，也就减小了相干长度L，

钠灯双黄线的另一种解释好象也有一些问题，
还是由浙大的denniswoo 自己来介绍一下吧？

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