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干涉儀組裝調試的要點

2021-10-28 13:16| 發(fā)布者: | 查看: |

如果掌握了此處提到的竅門,如果選用了西格瑪?shù)臉藴式M件,我們都可簡單地組裝調試干涉儀了。

這里我們分別介紹一下這些竅門,還有那些標準組件的信息。

首先,調整立柱等的高度,把各器件的光軸調整到大致一樣。調整He-Ne激光器,使其光束和平臺面大致平行。

考慮各器件調整時所需空間,根據(jù)光路圖,把各器件擺放到相應位置。

從激光光源開始,依次調整支架,使光束正常入射。

設置標準組件時,請鎖緊好各個可調部,不要讓其亂動。比如,鏡架的轉動,調整機構的粗微調切換鈕,立柱支架的鎖緊鈕,磁力表座的ON/OFF等。

假如沒有固定好連接部或鎖緊鈕等,容易發(fā)生振動,不容易觀測到穩(wěn)定的干涉條紋。

① 空間濾波器

空間濾波器是由物鏡和針孔組成的器件,它使激光束成為發(fā)散狀態(tài)的同時,去除光束波面的畸變成份或由于灰塵顆粒等造成的衍射環(huán)等成份,從而可以得到更理想的高斯分布光束。

調整空間濾波器的位置,使激光束垂直入射到物鏡的中央。調整支撐物鏡的平臺的微分頭,使物鏡遠離針孔,同時觀測透過針孔的微弱光束(A)。

然后,上下左右調整針孔位置,找出透過光強的位置(B)。調整物鏡一點點接近針孔,透過針孔的光會逐漸變強。當兩者的距離過近后,透過光會逐漸變暗。這時,重新微調針孔的位置,找出亮的位置。重復以上操作,一直調整到光強大,同時也沒有出現(xiàn)衍射環(huán)為止(C)。

② 準直透鏡

把來自空間濾波器的發(fā)散光束照射到透鏡組件上,得到一個直徑更大的平行光束。其平行度的調整要領為:使用屏幕,放置在光束的不同位置,確認其光斑的大小。調整其準直透鏡在光軸方向的位置,直至不同位置時光斑的直徑一樣。

③ 分束和合束

平行光束經(jīng)半透半反鏡分束后,又再次合束。半透半反鏡的出射光束互相垂直。平板的半透半反鏡時,受其厚度和鏡框的影響,光束容易被遮擋,一般只在中心附近的較小區(qū)域可觀測到干涉條紋,尤其是邁克爾遜干涉儀。把反射鏡片反過來組裝(鍍膜面放到螺紋環(huán)側)的話,可得到改善,容易得到更大的有效通光口徑。

* 另外,如選用分光鏡鏡架(BHAN)的話,即使鍍膜面的位置不變(朝外安裝),也可以避免光束遮擋的。

設置并調整鏡架組件,使光束照射在反射鏡的有效區(qū)域之內,并盡可能地使照射到屏幕上的2個光斑大小一致。

如果選用的是有夾角的平板分光鏡,透過光束受折射的影響,出射光束和入射光束會有一個角度。此時,反射光束和透過光束不再垂直,但并不影響干涉條紋的觀測。

④ 光束的角度調整

在上述③的調整中,即使保證了在屏幕上的光斑完全重合,在絕大多數(shù)情況下,還是無法觀測到干涉條紋的。為了觀測到干涉條紋,兩個光束的平行度須在1分以內。

這里介紹一個使用輔助會聚透鏡的調整其平行度的方法。

準備一個焦點距離較長的輔助會聚透鏡組件(調整透鏡組件IFC2-AL),將其插入半透半反鏡和屏幕之間,并調整其位置,使其焦點正好在屏幕上。照片(A)調整其中某個光路的角度,使2個匯聚光斑的位置重合。照片(B)(盡可能讓光斑小一些,讓光斑暗一些,這樣的話比較容易觀測調整。)

之后,拿掉輔助會聚透鏡組件的話,通常在屏幕上就可觀察到很多很細的干涉條紋。照片(C)(萬一不順利的話,請耐心地重復上述調整步驟,直至出現(xiàn)干涉條紋。)

然后,邊觀測屏幕上的干涉條紋,邊調整某個光路的鏡架角度,把干涉條紋的間隔變大。(注意,如果同時調整2個光路的鏡架角度,容易把干涉條紋弄丟了。)

調整鏡架的方位角度,干涉條紋的水平方向間隔會變化。調整鏡架的俯仰角度,會影響干涉條紋的垂直方向間隔。

垂直或水平方向有3?4根干涉條紋時,是容易觀測的了。照片(D)

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