迈克耳孙和法布里-珀罗两用干涉仪

1 用途

SGM-2型迈克耳孙和法布里-珀罗两用干涉仪，通过简单的操作即可便捷地实现两种干涉仪功能的转换。利用迈克耳孙干涉仪可观察各种干涉现象（等倾干涉、等厚干涉、白光干涉）、波长的精确比较和零程差的确定、透明介质薄片或空气折射率的测定；而法布里-涉仪可用来观察多光束干涉现象、观测光谱线精细结构（例如测量钠黄双线波长差）。该仪器适合高等学校物理光学实验教学使用。

2 规格和主要技术参数

分束器和补偿板平面度：

微动测量最小分度值读数：0.0002mm，半格0.0001mm

动镜行程：0.5mm(测微)，10mm(预置)

望远镜：6倍

氦氖激光器：0.7~1mW，632.8nm

外形尺寸：350×350×245(mm)

3 原理简述

3.1 迈克耳孙干涉仪

如图3-1所示，从光源S发出的光束射向背面镀有半透

图 3-1

膜的分束器BS，经该处反射和透射分成两路进行，一路被平面镜M₁反射回来，另一路通过补偿板CP后被平面镜M₂反射，沿原路返回，两光束在BS处会合发生干涉，观察者从E处可见明暗相间的干涉图样。M₂′是M₂的虚象，图示迈克耳孙干涉仪光路相当于M₁和M₂′之间的空气平行平板的干涉光路。平行于BS的补偿板与BS有相同的厚度和折射率，它使两光束在玻璃中的路程相等，并且使不同波长的光具有相同的光程差，所以有利于白光的干涉。

这种干涉仪圆条纹的形成可用图3-2来说明。仪器原有镜面经BS反射形成的虚像，与M₁平行。实际干涉仪中有好几次反射，为了简化，设想扩展光源位于观察

图 3-2

者背后L处。它经过M₁和后形成L₁和L₂两个虚光源是相干的，因两者各对应点的相位在任何时刻都相同。设为M₁和的距离，则二虚光源距离为2，因此，若的整数倍的整数倍时从镜面法线方向反射的光线，相位都是相同的，但以某一角度从镜面反射的光线，相位一般并不相同，从两个对应点和到眼睛的光线有程差，当M₁和平行时，二光线角相同，二光线也平行。因此，如用眼睛对平行光束调焦（这种情况下，特别是很大时，最好用小望远镜），则当满足

                (3-1)

时，它们就能相互加强而形成极大。对一定的、和值，应是一个常量，所以极大点的轨迹形成圆环。圆心位于从眼睛到镜面的垂足上。

根据上述条件，当减小，它的余弦随之增大，又会有比大1，2…的各级极大，于是屏上就会出现一系列各级极大的同心圆环。值得注意，式(3-1)不仅适用于双光束干涉，也适用于多光束干涉。