Michelson干涉仪白光彩色干涉条纹的调节

本文提出一种简捷的用Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ干涉仪观察白光彩色干涉条纹的调节方法。

一种基于3×3光纤耦合器的激光波长测量方法

针对现有激光波长测量方法复杂、成本高、缺乏普遍适用性的问题,提出了一种基于3×3光纤耦合器的激光波长测量方法,理论推导了测量方法的基本原理,并搭建了激光波长实验测试验证系统。利用光纤延时线(FDL)改变干涉仪测量臂的传输时延,采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)采样得到该时延变化量对应的干涉信号条纹半周期数,根据半周期数与时延差之间的关系,计算出待测激光波长。实验测试结果表明:当用该测量方法测量出激光波长分别为1310.84、1550.78 nm时,使用光谱仪测得的激光波长分别为1310.56、1550.63 nm,两者结果几近一致。

高精度全自动杨氏模量测量仪设计

基于现有的测量杨氏模量的几种方法各自都存在着一些缺点,例如精度不高、实际操作较复杂、仪器体积庞大不便于携带等,不利于工程领域的实际应用,设计了基于迈克耳孙干涉原理的全自动杨氏模量测量仪,可解决现有测量方法所存在的缺点。通过对测量不确定度的估算,其较通常大学物理实验室光杠杆法的测量精度可提高1-2个数量级。

基于狭缝光阑的剪切散斑干涉动态测量

为了精确、实时地测量物体表面的动态形变,提出了基于狭缝光阑的空间载波剪切散斑干涉系统。该系统通过倾斜迈克尔逊干涉仪的一个平面镜来产生剪切量和载波频率,实现空间频谱的移动;采用一个可调节的狭缝光阑控制散斑大小和空间频谱宽度。基于傅里叶变换与反变换在空间频率域上提取所需的频谱并计算相位图,最后通过一幅干涉条纹图得到相位分布信息。采用该系统对一个中心加载、四周固支的薄铝板进行了动态测量,分析了光学系统参数对测量结果的影响。结果表明,采用像素尺寸为4.65μm×4.65μm的高分辨率相机,焦距为8mm的成像镜头,设置剪切量为25mm,狭缝光阑X方向的尺寸为1mm时,可得到高质量的剪切散斑相位图。该方法可以在25frame/s的采集速度下,以43.6°的视场角实现动态形变的测量,可测形变峰值为0.5~30μm。

光速测定的历史概述

以人物、事件、时间为主要线索,综述了测定光速最重要的几个实验,对于光速的测定历史以及光速在物理学中的重要意义进行了简要的阐述.

一等大量块(125～1000mm)检定装置

量块的测量是长度计量的重要基础。文中的装置采用了高精度的633nm碘稳频氦氖激光器和543nm热稳频氦氖激光器各一台,分别将不同波长的激光光束入射到典型的迈克尔逊干涉仪中,使放置在测量光路中的量块与平晶研合在一起的组合体和参考镜进行干涉,利用CCD摄像机获取干涉图像,同时测量量块温度及空气折射率(或环境参数),一同输入计算机中进行处理计算得到测量结果。对于125～1000mm量块的测量难点是保证温度要稳定、均匀、偏离20℃的范围要小。为此,设计了可高精度控温的仪器箱,可调节温度到17～23℃,温度变化率小于0.01℃ h,从而实现量块线膨胀系数的测量。该装置的量块长度测量不确定度达到U99=0.02μm+0.2×10-6L,量块线膨胀系数测量的不确定度可达U99=0.2×10-6℃-1。

基于迈克尔逊干涉法的磁致伸缩动态演示仪设计

磁致伸缩材料在换能器、传感器、致动器等领域具有广泛应用,因此对于高校理工科专业而言,磁致伸缩效应是电磁学课程教学中的重点内容.然而,磁致伸缩效应引起的形变小、现象不直观,同时,用于科研的测量设备体积大、价格高、不便携,因此,目前市场上尚无适用于课堂教学的磁致伸缩演示实验仪.本文基于迈克尔逊干涉仪原理,设计制作了磁致伸缩动态演示仪.其具有体积小、成本低、演示效果显著等优势,既可以用于学生较高层次的创新实验中,亦可用于课堂上磁致伸缩效应的演示.

基于迈克尔孙干涉原理的杨氏模量-线胀系数测定综合实验仪

在迈克耳孙干涉原理的两条干涉光路中,分别设置可以精确测量金属丝的拉伸长度和金属棒热膨胀伸长量的装置,从而设计出一种可以分别测量金属杨氏模量和线胀系数的新型综合实验仪器.实验结果表明,测试精度超过现有的测量方法。

迈克尔逊干涉仪调节方法探讨

考察了迈克尔逊干涉仪常用的三种调节方法，通过光路分析，探讨了它们的可行性，指出了其中的不足，提出了改进的措施。

建设一个别具特色的光速测量实验室

该文介绍了浙江大学物理实验中心建设的一个有特色的物理实验室一光速测量实验室，希望开设有特色的综合性的物理实验对大家有所启发。

基于数字全息技术的迈克尔逊干涉仪设计与应用

传统的迈克尔逊干涉仪只能简单地呈现光的干涉图像,并不能生动体现光的波动特性及其形貌特征,且测量过程繁琐。针对这些问题,提出了一种基于数字全息技术的新型迈克尔逊干涉仪实验装置。该装置采用2个CCD相机代替传统迈克尔逊干涉仪中的平面反射镜,并引入与球面光相干的平面参考光与球面光发生干涉,利用数字全息技术直接获取2个CCD记录面上的球面光复振幅信息,然后通过最小二乘拟合获取球面波参数,并对球面光复振幅进行解调得到居中后的球面光复振幅,最后通过数字干涉的方法实现两球面光的干涉。实验结果表明,该装置能实时生动地显示入射球面光的三维图像和两球面光的干涉图像,同时根据拟合得到的参数能便捷地测量透明等厚介质的折射率,实验中测量了3种不同材料的折射率,其误差均能控制在±5%以内,有较高的测量精度。

迈克尔逊干涉仪的园偏振补偿法

本文根据一对正交园偏振光干涉的原理,提出在迈克尔逊干涉仪中转动检偏器补偿干涉条纹移动的方法和实验装置,并估算了此方法的精度。最后给出迈氏干涉仪中获得园偏振光的方法。

改进的迈克尔逊干涉仪测量薄膜厚度

为了测量未知折射率或不透明薄膜的厚度,借助力传感器对传统迈克尔逊干涉仪加以改进,并运用等倾干涉的原理结合抵消法设计了测量装置。薄膜被等厚的空气层所代替,通过间接测量,避开了机械螺旋空程差造成的影响,使用力传感器有效减小了挤压形变引起的误差。该装置测量范围为0.3μm～1.5mm,分辨力为0.3μm。实测数据表明,该装置具有良好的重复性和准确性。

利用迁移规律分析迈克尔逊干涉仪

本文以洛埃德镜实验作为引入,消除学生受薄膜干涉的思维定势,通过类比引导学生理解在点光源下迈克尔逊干涉仪实现干涉的方法是分波阵面法,并进一步分析等倾干涉和等厚干涉。

狭义相对论创立的历史考察

回顾了观测"以太风"的历史,分析了罗伦兹与彭加勒理论的局限性,阐述了爱因斯坦创立狭义相对论的思路,比较了罗伦兹、彭加勒、爱因斯坦的哲学观和研究方法,指出从方法论上洛仑兹和彭加勒基本上采用经验归纳法,没有像爱因斯埋那样,大胆采用探索性的演绎法.

迈克尔逊干涉仪测定金属线胀系数实验分析——升温测量和降温测量

利用迈克尔逊干涉仪可精确测量微小长度这一特性来测定金属在一定温度变化范围内,热胀冷缩的微小长度变化,从而得到一种更加精确测量金属线胀系数的新方法。并分别进行了升温测量和降温测量。后经对实验结果及实验误差的对比分析,结果显示,降温测量相比升温测量,可极大地减小实验误差,提高实验精度。

正弦调制的布尔混沌生命探测雷达

提出了一种正弦调制的布尔混沌雷达,该雷达采用正弦波调制的宽带布尔混沌信号作为发射信号,基于混沌相关技术和迈克尔逊干涉原理,可同时实现墙后人体定位和生命信号探测。实验结果表明,穿透20 cm厚的砖墙,人体定位的距离向分辨率和动态范围分别为15 cm和50 d B,呼吸、心跳测量的动态范围分别为50 d B和10 d B。此外,电磁仿真研究了该雷达二维空间定位的抗干扰性能,结果表明其对噪声、线性调频信号和布尔混沌信号具有良好的抗干扰性。

迈克尔孙干涉仪中的光程差释疑

本文对迈克尔孙干涉仪等倾干涉时的两条光路进行了深刻的剖析,在光线以任意角度入射的情况下,用光路镜像法和直接计算法得到了两光路的光程差公式。

非接触法自动测量薄膜厚度

根据白光等厚干涉原理,基于单片机改造的迈氏干涉仪用于自动测量透明薄膜厚度,采用非接触性测量法。当迈克尔逊干涉仪静镜形成的虚像与动镜相交所成的夹角很小时,在光屏上看到彩色干涉条纹,插入薄膜后,光程差改变,彩纹消失。步进电机带动微调手轮转动,当彩纹再次出现,即可得出透明薄膜厚度。

利用小孔光阑调节迈克耳孙干涉仪的成像分析及验证

深入分析了利用小孔光阑法调节迈克耳孙干涉仪的光路,从能量分配的角度分析各像点形成的原因,利用数值计算绘图说明了不同情况下的像点光强分布,得到了主次亮点强度接近乃至互易的影响因素、讨论了像点的等距性、像点个数等情况,并通过实验结果验证了理论分析的正确性.