1 用途

SGM-2型邁克耳孫和法布里-珀羅兩用干涉儀，通過簡(jiǎn)單的操作即可便捷地實(shí)現(xiàn)兩種干涉儀功能的轉(zhuǎn)換。利用邁克耳孫干涉儀可觀察各種干涉現(xiàn)象（等傾干涉、等厚干涉、白光干涉）、波長(zhǎng)的精確比較和零程差的確定、透明介質(zhì)薄片或空氣折射率的測(cè)定；而法布里-涉儀可用來觀察多光束干涉現(xiàn)象、觀測(cè)光譜線精細(xì)結(jié)構(gòu)（例如測(cè)量鈉黃雙線波長(zhǎng)差）。該儀器適合高等學(xué)校物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用。

2 規(guī)格和主要技術(shù)參數(shù)

分束器和補(bǔ)償板平面度：

微動(dòng)測(cè)量最小分度值讀數(shù)：0.0002mm，半格0.0001mm

動(dòng)鏡行程：0.5mm(測(cè)微)，10mm(預(yù)置)

望遠(yuǎn)鏡：6倍

氦氖激光器：0.7~1mW，632.8nm

外形尺寸：350×350×245(mm)

3 原理簡(jiǎn)述

3.1 邁克耳孫干涉儀

如圖3-1所示，從光源S發(fā)出的光束射向背面鍍有半透

圖 3-1

膜的分束器BS，經(jīng)該處反射和透射分成兩路進(jìn)行，一路被平面鏡M₁反射回來，另一路通過補(bǔ)償板CP后被平面鏡M₂反射，沿原路返回，兩光束在BS處會(huì)合發(fā)生干涉，觀察者從E處可見明暗相間的干涉圖樣。M₂′是M₂的虛象，圖示邁克耳孫干涉儀光路相當(dāng)于M₁和M₂′之間的空氣平行平板的干涉光路。平行于BS的補(bǔ)償板與BS有相同的厚度和折射率，它使兩光束在玻璃中的路程相等，并且使不同波長(zhǎng)的光具有相同的光程差，所以有利于白光的干涉。

這種干涉儀圓條紋的形成可用圖3-2來說明。儀器原有鏡面經(jīng)BS反射形成的虛像，與M₁平行。實(shí)際干涉儀中有好幾次反射，為了簡(jiǎn)化，設(shè)想擴(kuò)展光源位于觀察

圖 3-2

者背后L處。它經(jīng)過M₁和后形成L₁和L₂兩個(gè)虛光源是相干的，因兩者各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的相位在任何時(shí)刻都相同。設(shè)為M₁和的距離，則二虛光源距離為2，因此，若的整數(shù)倍的整數(shù)倍時(shí)從鏡面法線方向反射的光線，相位都是相同的，但以某一角度從鏡面反射的光線，相位一般并不相同，從兩個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)和到眼睛的光線有程差，當(dāng)M₁和平行時(shí)，二光線角相同，二光線也平行。因此，如用眼睛對(duì)平行光束調(diào)焦（這種情況下，特別是很大時(shí)，最好用小望遠(yuǎn)鏡），則當(dāng)滿足

                (3-1)

時(shí)，它們就能相互加強(qiáng)而形成極大。對(duì)一定的、和值，應(yīng)是一個(gè)常量，所以極大點(diǎn)的軌跡形成圓環(huán)。圓心位于從眼睛到鏡面的垂足上。

根據(jù)上述條件，當(dāng)減小，它的余弦隨之增大，又會(huì)有比大1，2…的各級(jí)極大，于是屏上就會(huì)出現(xiàn)一系列各級(jí)極大的同心圓環(huán)。值得注意，式(3-1)不僅適用于雙光束干涉，也適用于多光束干涉。