CN1176347C - 马赫-陈德尔干涉仪的快速调整方法 - Google Patents
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Abstract
一种马赫-陈德尔干涉仪的快速调整方法,主要是采用微束准直调整方法,该方法具有简便、快速又准确的优点。
Description
技术领域:
本发明是关于如何调整马赫—陈德尔(Mach-Zehnder)干涉仪,特别是涉及如何快速调整高精密马赫—陈德尔干涉仪的方法。
背景技术:
马赫—陈德尔干涉仪是100多年前发明的。100年来,它被应用于各种高精密的光学计量和光学检测,例如采用马赫-陈德尔干涉仪对风洞进行检测;采用马赫—陈德尔干涉仪对防震台进行检测评估;马赫—陈德尔干涉仪在全息术中的应用等。
马赫-陈德尔干涉仪装置如图1所示,它是由激光光源1,扩束望远镜2,半反射镜4、7和全反射镜5和6,以及显示屏8组成。从激光光源1发出的单色光经扩束望远镜2扩束以后,被半反射镜4分成强度相等的两束光T和R。T束光经全反射镜5和半反射镜7二次反射以后,到达显示屏8。R光束经全反镜6反射,再透过半透镜7也到达显示屏8上,和光束T相遇。当两列波之间相互平行,并且波面不发生剪切时,在显示屏上可观察到零级干涉条纹。
对一个光学专业的工作者而言,要将两列波调整到相互平行且不发生剪切,决非易事,往往需要半天以上时间,而对于一个非光学专业的人员来说,即使化上几天,也调整不出完全的零级。因此本文提出的马赫—陈德尔干涉仪的调整方法显得非常必要。
发明内容:
本发明要解决的技术问题在于提供一种马赫—陈德尔干涉仪的快速调整方法,按照本发明提供的方法,对于一个光学专业的熟练工作者,在20分钟之内可以将干涉仪调整到零级;即使一个非光学专业的工作人员,也可以在短时间内完成这项任务。
本发明马赫—陈德尔干涉仪的快速调整方法,主要是采用微束准直调整方法,其具体的调整步骤如下(为叙述方便,请参见图1):
1.在一个水平安放的防震工作台上,首先让光源沿水平方向出射,即光线和防震台平行;
2.调整扩束望远镜2,使光束平行出射;
3.将45度半反射镜4、7和全反射镜5、6安装在能上下、左右转动和平动的精密调整架上,并预调整到与光束同样的高度;
4.在望远镜2前光束前进方向,放置一小孔3,使光束的中央部分通过该小孔;
5.在小孔3前放置半反射镜4,透过半反射镜4的光束称为T光束,经半反镜4反射并与T光束垂直的那部分称为R光束。在T光束前方2~3米处,放置一个纸屏9并在该光束T的位置处标上十字叉丝;在R光束前方2~3米处,也放一个带十字叉丝的纸屏10,并使十字叉丝的高度和纸屏9上的十字叉丝的高度一致,调节半反射镜4,使R光束对准纸屏10的十字叉丝中央;
6.沿着R光束前进的方向,放置全反镜6,调节全反镜6,使R光束被反射到纸屏9的十字叉丝中心,再左右转动全反镜6,使反射的R光束与T光束平行;
7.在T光束前进方向置一全反镜5,调节全反镜5,使光束T经过反射后落在纸屏10的十字叉丝中心,再左右转动全反镜5,使T光束与半反镜4反射出来的R光束平行;
8.在R光束与T光束垂直相交的位置放上半反射镜7,调节半反镜7,使T光束与R光束在显示屏8上重合;
9.重复调节以上第3--8步骤,可使T束和R束分别在近场和远场精确重合,从而获得零级干涉。
本发明与在先技术相比,有如下优点:
1.采用微束调整,定位相当准确。
2.将每个反射镜和半反射镜单独调整到同一基准叉丝,既简便又准确无误。
附图说明
图1是本发明马赫—陈德尔干涉仪的快速调整方法示意图
具体实施方式
1.在He-Ne激光器1所在的工作台面上,调整激光束,使光束与水平放置的防震台平行;沿着激光束出射方向放置一扩束望远镜,并使光束平行出射。
2.在防震台上按图1所示的矩形位置布置各个调整架。将半透半反射镜4和7、全反射镜5和6安装在具有二维转动和上下左右平动的精密调整架上,并预调整到与光束同样的高度。
3.在扩束望远镜2后面放一直径约1mm的小孔3,使小孔位于光束中央。
4.首先调整半透半反射镜4,让其镜面与出射光束呈45度角(见图1),使反射的R光束与透过的T光束垂直。在T光束前方2~3米处,放一纸屏9,在T光束的位置标上十字叉丝;同样在R束前方2~3米处也放一个有十字叉丝的纸屏10,并使纸屏10上的十字叉丝高度和T光束的十字叉丝高度一致;调整半透半反射镜4,使R光束对准纸屏10上的十字叉丝中央。
5.在工作台上沿T光束前进方向放置全反射镜5,调整全反镜5,使反射光束到达纸屏10的十字叉丝中央,再左右转动镜面使反射的光束与R光束平行。
6.沿着R光束前进的方向,放置全反镜6,调节全反镜6使R光束被反射到纸屏9的十字叉丝中心,再左右转动全反镜6,使反射的光束与T光束平行。
7.在R光束与T光束相交处放上半透半反射镜7,调节半透半反射镜7,使T光束和R光束在显示屏8上重叠。
8.在实践上述几个步骤以后,基本上能使两束光平行,且不剪切,有时一次调节仍得不到零级波,需要重复以上步骤。如果在屏幕上看到的条纹是垂直的,则说明两波面之间仅纵向有夹角,轻轻调整上下的转动螺钉即可;横向的也同理。若看到斜条纹,则说明两波面之间有剪切,需要调整纵向和横向的夹角,直到衍射级次逐步降低,最后达到零级。
Claims (1)
1、一种马赫—陈德尔干涉仪的快速调整方法,其特征在于它包括的步骤如下:
①在一个水平安放的防震工作台上,首先让一光源沿水平方向出射,即光线和防震台平行;
②调整扩束望远镜(2),使光束平行出射;
③将与光路成45度放置的半透半反射镜(4、7)和全反射镜(5、6)安装在能上下、左右转动和平动的精密调整架上,并预调整到与光束同样的高度;
④在望远镜(2)前光束前进方向,放置一小孔(3),使光束的中央部分通过该小孔形成一微光束;
⑤在该小孔(3)前放置半透半反射镜(4),透过半透半反射镜(4)的光束为T光束,经半透半反射镜(4)反射并与T光束垂直的那部分为R光束,在T光束前方2~3米处,放置一个纸屏(9)并在其微光束T的位置处标上十字叉丝;在R光束前方2~3米处,也放一个带十字叉丝的纸屏(10),并使十字叉丝的高度和纸屏(9)上的十字叉丝的高度一致,调节半透半反射镜(4),使R光束对准纸屏(10)的十字叉丝中央;
⑥沿着R光束前进的方向,放置全反镜(6),调节全反镜(6),使R光束被反射到纸屏(9)的十字叉丝中心,再左右转动全反镜(6),使反射的R光束与T光束平行;
⑦在T光束前进方向置一全反镜(5),调节全反镜(5)使光束T经过反射后落在纸屏(10)的十字叉丝中心,再左右转动全反镜(5),使T光束与半透半反镜(4)反射出来的R光束平行;
⑧在R光束与T光束垂直相交的位置放上半透半反射镜(7),调节半透半反镜(7),使T光束与R光束在显示屏(8)上重合;
⑨重复调节以上第③--⑧步骤,可使T束和R束分别在近场和远场精确重合,从而获得零级干涉。
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