邁克爾遜干涉儀測光波長實驗的改進

1、 邁克爾遜干涉儀測光波長實驗的改進 邁克爾遜干涉儀測光波長實驗的改進摘要： 摘要：對現(xiàn)有邁克爾遜干涉儀測光波長實驗進行改進，應(yīng)用線陣 CCD 與單片機結(jié)合，達到光電轉(zhuǎn)換法精確計數(shù)干涉條紋的目的。并在原有儀器上增加防抖裝置，提高精度。通過實驗對比得出，新的實驗裝置操作簡單、實驗精度高、誤差小，且減少激光對人體的傷害，有推廣價值。關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞：邁克爾遜干涉儀改進；條紋計數(shù)；光電轉(zhuǎn)換1 引言 引言邁克爾遜干涉儀利用分振幅法產(chǎn)生雙光束以實

2、現(xiàn)干涉，通過調(diào)整該干涉儀，可以產(chǎn)生等厚干涉條紋，也可以產(chǎn)生等傾干涉條紋。干涉光路中光程差的改變將引起干涉環(huán)不斷地“冒出”或“淹沒” 。對干涉環(huán)的準確計數(shù)，可精確測量光程差的變化量?；诖嗽?，邁克爾遜干涉用在測量微小長度的精密儀器上，可用來測光波的波長、全息干板膜厚度、壓電常數(shù)、折射率等。2 原有實驗的弊端 原有實驗的弊端在所有的應(yīng)用中，關(guān)鍵技術(shù)是對干涉條紋變化的準確計數(shù)。在原有的“邁克爾遜測激光波長”的試驗中，采用手工檢測計數(shù)。實驗

3、者要緊盯測屏，調(diào)動微調(diào)手輪，觀察干涉條紋的變化，記錄干涉條紋明暗變化次數(shù)，而且一組數(shù)據(jù)需要連續(xù)記錄上百個條紋數(shù)目。實驗者稍有抖動或注意力分散，就會有錯數(shù)或漏數(shù)條紋個數(shù)的現(xiàn)象，造成比較大的實驗誤差。故原有實驗儀器存在以下弊端：（1）實驗者長時間緊盯觀測屏，會造成眼睛疲勞，容易漏數(shù)或錯數(shù)條紋數(shù)目，增大實驗誤差。（2）為減小誤差，需要分多組測量紋計數(shù)，人工測量的方法會限制測量條紋數(shù)目的增加。（3）強烈的激光干涉條紋會對人的眼睛造成很大的傷害。

4、（4）實驗時輕微的抖動或空氣振動，就會造成干涉條紋的變動，不便于眼睛觀測，影響實驗者的計數(shù)工作。3 實驗的改進 實驗的改進3.1 邁克爾遜干涉實驗 邁克爾遜干涉實驗G1 和 G2 是兩塊平行放置的平行平面玻璃板，它們的折射率和厚度都完全相同。G1 的背面鍍有半反射膜，稱作分光板。G2 稱作補償板。M1 和 M2 是兩塊平面反射（4）為減小振動對實驗儀器的影響，可加裝防震底座，進一步減少外在影響誤差，提高實驗精度。（5）為了提高實驗精度

5、，測量時粗調(diào)手輪和微調(diào)手輪應(yīng)始終向同一方向旋轉(zhuǎn)，讀數(shù)時也應(yīng)向同一方向旋轉(zhuǎn)，且必須避免引入空回?？稍谖⒄{(diào)手輪上加一套索固定裝置，使其一次只能沿同一方向轉(zhuǎn)動。若需反向轉(zhuǎn)動，可手動更改固定。3.3 計數(shù)系統(tǒng)原理圖 計數(shù)系統(tǒng)原理圖3.4 CCD 計數(shù)原理 計數(shù)原理CCD 是在時鐘脈沖控制下，利用位移寄存器的功能實現(xiàn)電荷包的讀取與輸入，形成一系列幅值不等的時鐘脈沖序列。從 CCD 出來的信號，經(jīng)放大濾波后得到如圖１所示的信號波形，再經(jīng)比較器進行