组合干涉仪实验内容(一)干涉测量技术是一种利用光的干涉现象来测量某些物理量的微小变化的技术,一般情况下,它是将一束光通过光学元件分为两束,一束作为参考光,另一束作为测量光,测量光落在被测物体上或通过被测样品,然后再将这两束光重新拟合,利用干涉图形的变化,检查出目标某个物理量的微小变化.这种测量方法由于大多采用高稳定度的、长相干的激光作为光源,因此一般都具有大量程、高分辨率、高精度、对目标影响小的特点,被广泛应用在国民经济的各个领域。该技术在实际应用中,根据使用环境和要求的不同,往往采用不同的光路结构。本实验主要搭构三种较为常见的光路结构,组成①迈克尔逊干涉仪,②马赫-曾德尔干涉仪,③萨格奈克干涉仪,以熟悉它们的结构和特点。实验目的1.熟悉三种干涉仪结构;2.研究空气折射率与压强的关系。实验原理1.迈克尔逊干涉仪迈克尔逊(Michelson)干涉仪作为一种十分古老的干涉仪,于1880年由迈克尔逊发明,并主要由此于1907年获得诺贝尔奖金。迈克尔逊干涉仪基本光路结构如图1,常被用来测量物体的微小位移变化。从光源1发出的一束相干光经分束镜2一分为二,分为两束。一束透射光落在反射镜M1上,另一束反射光落在发射镜M2上,M1、M2分别将这两束光沿原路反射回来,在分束镜1上重合后射入扩束镜3,投影在白屏4上,如果我们对光路调整的合适,将在白屏上看到一系列的明暗相间的干涉条纹,这些干涉条纹会随着M1或M2的移动而移动,且非常敏感,只要反射镜移动半个波长,干涉条纹就移动一个周期,而光波长一般都在微米量级,因此它具有很高的灵敏度和分辨率。2.马赫-曾德尔干涉仪马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪的光路结构如图2所示,从光源1发出的一束相干光经分束镜2一分为二,分为两束。一束透射光落在反射镜M1上,另一束反射光落在发射镜M2上,M1、M2分别将这两束光反射至分束镜3上,并使这两束光重合,进入扩束镜4,如果调整合适,我们可在扩束镜后的白屏5上看见一系列明暗相间的干涉条纹。这种干涉仪主要用于测量透明物质的折射率的变化,光纤传感器中的干涉仪大多采用这种光路结构,3.萨格奈克干涉仪萨格奈克(Sagnac)干涉仪的光路结构如图3所示,光路由一个分束镜2和三个反射镜M组成,它的光路比较特殊,两束光沿着相同的路径反向传播。由14123M1M2M3图3萨格奈克干涉仪12345M1M2图2马赫-曾德尔干涉仪3412M1M2图1迈克尔逊干涉仪于两束光的传播路径严格重合,因此任何实际样品的影响都是同时作用在两个光束上的,...