泰曼-格林干涉仪

1、 泰曼-格林干涉仪 -电科0901 丁最 S:单色激光光源 L：透镜 M1，M2：反射镜 G：镀有银膜的玻璃 板 S： 点光源或扩展的点光源或扩展的 单色光源；单色光源； M1：固定反射镜；：固定反射镜； M2：可移动反射镜；：可移动反射镜； G1：半透半反镜；：半透半反镜； G2：补偿板，与：补偿板，与G1材材 料和几何尺寸相同；料和几何尺寸相同； L： 透镜，观察扩展透镜，观察扩展 光源干涉图样时使用光源干涉图样时使用 。 泰曼干涉仪是迈克尔孙干涉仪的一种变型，它与迈克 尔孙干涉仪有些许不同， 1，泰曼干涉仪的光源一般是单色激光光源，后 者可用点光源或扩展光源 2，泰曼干涉仪有校正像差的透

2、镜L 3，泰曼干涉仪没有补偿板 原理图分析 若作出反射镜M1在半反射 面G中的虚像M1，干涉 仪的出射光线相当于M2 和M1所构成的空气楔 的反射光，因而泰曼干 涉仪实际上就等效于平 面干涉仪，只是这里两 束光的光路被完全分开， 进而产生了干涉条纹。 总光程差：总光程差： 相长干涉：相长干涉： 相消干涉：相消干涉： 中心亮纹：中心亮纹： 中心暗纹：中心暗纹： k=0, 1, 2, 3, k=0, 1, 2, 3, k=0, 1, 2, 3, k=0, 1, 2, 3, 光程差的分析 2 cos2 ih kih 2 cos2 2 12 2 cos2 kih kh 2 2 2 12 2 2 kh

3、( h为M2与M1之间的距离） 图中事实上是包含了等倾 干涉条纹和等厚干涉条纹。 其等倾干涉条纹的特点表 现在条纹弯曲上，这是由 于发生干涉的两个平面波 并不是理想平面的。而等 厚干涉条纹的特点表现在 其条状条纹上，这是由两 束光波方向上并不是完全 平行而造成的，即一个平 面镜与另一个平面镜的像 存在一个夹角 泰曼干涉仪的用途很广泰曼干涉仪的用途很广 普遍用来检验平板，棱镜和透镜等光学元件的质量。普遍用来检验平板，棱镜和透镜等光学元件的质量。 更为精密的用途更为精密的用途 。检测室内微小振动和空气流动检测室内微小振动和空气流动 。监测系统内温度变化。监测系统内温度变化 。检测直角棱镜的综合质量

4、。检测直角棱镜的综合质量 检测室内微小振动和空气流动检测室内微小振动和空气流动 原理：泰曼干涉系统对振动的灵敏性很高。微 小的振动会引起泰曼干涉系统两臂的平面镜的 微小振动，而两个平面镜的振动对条纹的移动 影响是很大的的，从而引起干涉条纹的变化。 空气的流动会引起空气折射率的变化，从而使 光程差发生变化，最终导致条纹的移动。 第一组图片表示了在实验室第一组图片表示了在实验室 冷气机启动的情况下，干涉冷气机启动的情况下，干涉 条纹的变化情况。可以看到，条纹的变化情况。可以看到， 由于冷气机的振动和空气不由于冷气机的振动和空气不 均匀性，干涉条纹晃动明显。均匀性，干涉条纹晃动明显。 而调整而调整M

5、1M1和和M1M1在在M2M2臂的像臂的像 M1M1的夹角的夹角 ，当，当 越大，越大， 条纹越细，则振动和空气的条纹越细，则振动和空气的 不均匀性造成的条纹晃动就不均匀性造成的条纹晃动就 越小。第二组图所示，在细越小。第二组图所示，在细 条纹情况下，条纹晃动就不条纹情况下，条纹晃动就不 明显了。利用此现象，可以明显了。利用此现象，可以 用泰曼干涉仪来测微小振动用泰曼干涉仪来测微小振动 和空气密度变化，而调和空气密度变化，而调 相相 当于调精度。当于调精度。 热物体温度的变化会引起周围空 气的运动，从而引起空气折射率的 变化。这在泰曼干涉系统中，就表 现光程差的变化，从而引起干涉条 纹的变化。第一组图为高温的电烙 铁突然放进泰曼干涉系统其中一臂 时条纹的变化。左图为电烙铁没放 入干涉系统前的情况，右面两图为 电烙铁放进了干涉系统后条纹的变 化。可见，在电烙铁的周围温度最 高，空气折射率变化也大，所以条 纹弯曲就越明显。 第二组图为电烙