四大幹涉儀器有哪些

⑴ 等厚干涉的儀器

讀數顯微鏡，牛頓環裝置，單色光源（鈉光燈）（λ=5893Å）

⑵ 干涉的兩列波的干涉

兩束光發生干涉後，干涉條紋的光強分布與兩束光的光程差/相位差有關：當相位差為周期的整數倍時光強最大；當相位差為半周期的奇數倍時光強最小。從光強最大值和最小值的和差值可以定義干涉可見度作為干涉條紋清晰度的量度。
光作為電磁波，它的強度定義為在單位時間內，垂直於傳播方向上的單位面積內能量對時間的平均值，即玻印亭矢量對時間的平均值：
從而光強可以用這個量來表徵。對於單色光波場，電矢量可以寫為
這里是復振幅矢量，在笛卡爾直角坐標系下可以寫成分量的形式。
這里是在三個分量上的（實）振幅，對於平面波，即振幅在各個方向上是常數。是在三個分量上的相位，，是表徵偏振的常數。
要計算這個平面波的光強，則先計算電場強度的平方：
對於遠大於一個周期的時間間隔內，上式中前兩項的平均值都是零，因此光強為
對於兩列頻率相同的單色平面波、，如果它們在空間中某點發生重疊，則根據疊加原理，該點的電場強度是兩者的矢量和：
則在該點的光強為
其中、是兩列波各自獨立的光強，而是干涉項。 我們用、表示兩列波的復振幅，則干涉項中可以寫為
前兩項對時間取平均值仍然為零，從而干涉項對光強的貢獻為
根據前面復振幅的定義，、可以在笛卡爾坐標系下分解為
和
將分量形式代入上面干涉項的光強，可得
倘若在各個方向上，兩者的相位差都相同並且是定值，即
其中是單色光的波長，是兩列波到達空間中同一點的光程差。
此時干涉項對光強的貢獻為
光波是電矢量垂直於傳播方向的橫波，這里考慮一種簡單又不失一般性的情形：線偏振光，電矢量位於x軸上，傳播方向為z軸方向，則兩列波在其他方向上的振幅都為零：
代入總光強公式：
因此干涉後的光強是相位差的函數，當時有極大值；當時有極小值。
特別地，當兩列波光強相同即時，上面公式可化簡為 ，此時對應的極大值為，極小值為0。 顯然，對於不同的干涉情形，產生的極大值和極小值差異是不同的。由此可以定義條紋的可見度作為條紋清晰度的量度： ，即可見度的范圍為0到1之間。 雖然以上的討論是基於兩列波都是線偏振光的假設，但對於非偏振光也成立，這是由於自然光可以看作是兩個互相垂直的線偏振光的疊加。 楊氏雙縫
主條目：雙縫實驗
楊氏雙縫實驗是最早被提出的光的干涉演示實驗（托馬斯·楊，1801年），這一實驗的重要意義在於它是對光的波動說的有力支持，由於實驗觀測到的干涉條紋是牛頓所代表的光的微粒說無法解釋的現象，雙縫實驗使大多數的物理學家從此逐漸接受了光的波動理論。楊氏雙縫的實驗設置如右圖所示，從一個點光源出射的單色波傳播到一面有兩條狹縫的屏上，兩條狹縫到點光源的距離相等，並且兩條狹縫間的距離很小。由於點光源到這兩條狹縫的距離相等，這兩條狹縫就成為了同相位的次級單色點光源，從它們出射的相干光發生干涉，可以在遠距離的屏上得到干涉條紋。
如果兩條狹縫之間的距離為，狹縫到觀察屏的垂直距離為，則根據幾何關系，在觀察屏上以對稱中心點為原點，坐標為處兩束相干光的光程分別為
當狹縫到觀察屏的垂直距離遠大於時，這兩條光路長度的差值可以近似在圖上表示為：從狹縫1向光程2作垂線所構成的直角三角形中，角所對的直角邊。而根據幾何近似，這段差值為
如果實驗在真空或空氣中進行，則認為介質折射率等於1，從而有光程差，相位差。
根據前文結論，當相位差等於時光強有極大值，從而當時有極大值；當相位差等於時光強有極小值，從而當時有極小值。從而楊氏雙縫干涉會形成等間距的明暗交替條紋，間隔為。
不同狹縫間距情形下的雙縫干涉的明暗相間條紋，左起第一和第三張圖對應的狹縫間距a = 0.250mm，第二和第四張圖對應的狹縫間距a = 0.500mm。照片中所看到的中央亮紋要比兩邊的亮條紋明亮，則是因為狹縫的衍射效應。
若在雙縫干涉中增加狹縫在兩條狹縫連線上的線寬，以至於狹縫無法看作是一個點光源，此時形成的擴展光源可以看作是多個連續分布的點光源的集合。這些點光源由於彼此位置不同，在屏上同一點將導致不同的相位差，將有可能導致各個點光源干涉的極大值和極小值點重合，這就導致了條紋可見度的下降。
菲涅耳雙面鏡[編輯]
菲涅耳雙面鏡干涉的幾何示意圖
菲涅耳雙面鏡（Fresnel double mirror）是一種可以直接產生兩個相干光源的儀器。菲涅耳雙面鏡是兩個長度相同的平面鏡M1、M2的組合，兩個平面鏡的擺放相對位置成一個很小的傾角α。當光波從點光源S的位置入射到兩個鏡面發生各自的反射後，分別形成了兩個虛像S1和S2。由於它們是同一光源的虛像，因此是相干光源，左圖中藍色陰影的部分即為兩束光的干涉區域。
從圖中可見菲涅耳雙面鏡干涉的幾何關系與楊氏雙縫相同，因此只要求得兩個虛像間的距離d就可以推知干涉條紋的位置。如果設光源S到兩個平面鏡交點A的距離為b，根據鏡面對稱可知兩個相干光源到鏡面交點的距離也等於b，即，
而虛光路S1A、S2A和平分線（圖中水平的點劃線）的夾角都等於平面鏡傾角α，從而有。
這個距離等效於楊氏雙縫中兩條狹縫的間距，代入上文中公式即可得到干涉條紋的位置。光波入射到兩個鏡面時各自都會發生的反射相變，從而不會影響兩者最終的相位差，因此菲涅耳雙面鏡干涉條紋的形狀與楊氏雙縫完全相同，都是等間距的明暗相間條紋，中間為零級亮紋。
菲涅耳雙棱鏡[編輯]
菲涅耳雙棱鏡干涉的幾何示意圖
菲涅耳雙棱鏡（Fresnel double prism）是一種類似於菲涅耳雙面鏡的形成相干光源的儀器，它由兩塊相同的薄三棱鏡底面相合而構成，三棱鏡的折射角很小，並且兩者的折射棱互相平行。當位於對稱軸上的點光源S發出光時，入射光在兩塊棱鏡的作用下部分向上折射，部分向下折射，從而形成兩個對稱的虛像，這兩個虛像即為兩個相干光源。
如果三棱鏡的頂角為α，折射率為n，則當α很小時光線因折射的偏折角度。
如果點光源S到三棱鏡的距離為a，則根據幾何關系可知兩個相干光源間的距離為
以下關於條紋間距的計算和楊氏雙縫相同。
洛埃鏡[編輯]
洛埃鏡（Lloyd mirror）是一種更簡單的波前分割干涉儀器，本質為一塊平置的平面鏡M。點光源S位於離平面鏡M較遠且相當接近平面鏡所在平面的地方，因此入射光傾角非常小。點光源S和它在平面鏡所成虛像S'形成了一對相干光源。根據圖中幾何關系，若點光源S到鏡平面的距離為d，則兩個相干光源間的距離為2d。由於兩條相干光路中其中一條經過了鏡面反射，因此只有一束相干光發生了的反射相變，出於這個原因干涉條紋的正中為零級暗紋。
邁克耳孫測星干涉儀[編輯]
主條目：邁克耳孫測星干涉儀
邁克耳孫測星干涉儀的基本光路圖
邁克耳孫測星干涉儀（Michelson stellar interferometer）是利用干涉條紋的可見度隨擴展光源的線度增加而下降的原理（參見下文空間相乾性一節）來測量恆星角直徑的干涉儀。其基本光路如右圖所示，它的概念首先由美國物理學家阿爾伯特·邁克耳孫和法國物理學家阿曼德·斐索在1890年提出，並由邁克耳孫和美國天文學家弗朗西斯·皮斯於1920年在威爾遜山天文台首次用干涉儀對恆星的角直徑進行了測量。邁克耳孫測星干涉儀的長度約為6米，架設在口徑為2.5米的胡克望遠鏡之上。其中兩面平面鏡M1、M2的最大間距為6.1米，並且是可調的；而平面鏡M3、M4的位置是固定的，等於1.14米。當有星光入射到干涉儀上時，兩組平面鏡所構成的光路是等光程的，從而會形成等間距的干涉直條紋，而條紋間距為
架設在胡克望遠鏡上的邁克耳孫測星干涉儀，現保存於美國自然歷史博物館
這里是望遠鏡的焦距，是平面鏡M3和M4之間的距離。而平面鏡M1和M2之間的距離相當於擴展光源的線度，當M1和M2靠得很近時干涉條紋的可見度接近於1，隨著兩者間距增加可見度會逐漸下降為零。如果認為恆星是一個角直徑為，光強均勻分布的圓形光源，其可見度由下面公式給出
其中，是貝塞爾函數。隨著逐漸增加平面鏡M1和M2之間的距離，當滿足下面關系時，可見度首次降為零：
邁克耳孫測星干涉儀首次成功測量的恆星是參宿四，測得其角直徑為0.047弧度秒，根據它到太陽的距離（約600光年）就可得到它的直徑約為4.1×10千米，是太陽直徑的300倍。事實上，這一台邁克耳孫測星干涉儀所能測量的都是直徑在太陽直徑數百倍的巨星，因為測量體積更小的恆星要求更大的M1和M2之間的距離，架設一台如此龐大的干涉儀對當時的技術而言相當困難。 等傾干涉
如右圖所示，一個單色點光源S所發射的電磁波入射到一塊透明的平行平面板上。在平行平面板的上表面發生反射和折射，而折射光其後又被下表面反射，反射光再被上表面折射到原先介質中。這條折射光必然會與另一條直接被上表面反射的反射光重合於空間中某一點，由於它們都是同一波源發出的電磁波的一部分，因此是相干光，這時會形成非定域的干涉條紋。若光源為擴展光源，一般而言干涉條紋的可見度會下降，但若考慮兩條反射光平行的情形，即重合點在無限遠處，此時會形成定域的等傾干涉條紋。根據幾何關系，兩束光的光程差可以表示為
其中是平行平面板的折射率，是周圍介質的折射率。具體長度可以表示為
其中是平行平面板的厚度，是入射角，是折射角，兩者滿足折射定律。
這樣得到的光程差為，對應的相位差為，另外考慮到發生於上表面或下表面的反射相變，相位差應為
根據干涉相長和相消的條件，當，m是整數時有亮條紋，而當m是半整數時有暗條紋。
由此，每一條條紋都對應一個特定的折射角/入射角，從而被稱作等傾干涉。如果觀測方向垂直於平行平面板，則可以觀察到一組同心圓的干涉條紋。 此外，從平行平面板下表面透射的兩束平行光也會形成等傾干涉，但由於不存在反射相變，相位差不需要添加項，從而導致透射光的干涉條紋的明暗位置與反射光完全相反。
等厚干涉
若等傾干涉中的平行平面板兩個表面不是嚴格平行的，如右圖所示，則對於單色點光源S的出射光，其上下表面的反射光總會在空間中某一點P上形成干涉，並且其干涉條紋是非定域的。此時這兩束光的光程差可以寫為
類似地，是周圍介質的折射率，是平行平面板的折射率。 一般來說這個計算相當困難，但在平行平面板足夠薄，且兩面夾角足夠小的情形下（例如薄膜），光程差可近似得出為
其中是薄膜在反射點C的厚度，是在該點的反射角。從而對應的相位差。
若光源為擴展光源，則會使干涉光在點P的相位差范圍擴大，從而導致條紋可見度下降，但例外情形是點P位於薄膜表面：此時對從擴展光源各點出射的干涉光而言厚度都是相同的，當變化范圍很小時，干涉條件可寫為
當m為整數時有干涉極大，m為半整數時有干涉極小。其中是對擴展光源各點取平均得到的的平均值，而項的存在是考慮到反射相變。 如果是常數，則條紋是薄膜中厚度為常數的點的連線，這被稱作等厚條紋。等厚干涉經常被用來檢測光學表面的厚度是否均勻，對正入射的情形，，則干涉極小條件為
等厚干涉的一個例子是劈尖干涉，即光線垂直入射到劈形的薄膜上，若劈尖的折射率為，則根據前面結論干涉條件為
其中m為整數時是亮條紋，m為半整數時是暗條紋，條紋是一組平行於劈尖棱邊的平行線，並且棱邊上是零級暗紋。相鄰明條紋對應的厚度差因而為。
進一步可得出條紋間距，其中是劈角，即劈尖干涉的條紋等間距。
等厚干涉的另一個著名例子是牛頓環。如右圖所示，它是將一個曲率半徑很大的透鏡的凸表面置於一個玻璃平面上，並由平行光垂直入射而形成的干涉條紋。此時凸透鏡和玻璃平面間的間隙形成了空氣（折射率近似為1）為介質的劈尖，從而干涉條件為 ，其中m為整數時是亮條紋，m為半整數時是暗條紋。其干涉條紋是一組同心圓，並且中心為零級暗紋。 設透鏡的曲率半徑為，則條紋半徑與劈尖厚度滿足關系
從而可以得到干涉條紋的半徑為，其中m為整數時是暗條紋，m為半整數時是亮條紋。由此可知牛頓環從中心向外條紋的間隔越來越密。
邁克耳孫干涉儀
主條目：邁克耳孫干涉儀
邁克耳孫干涉儀是典型的振幅分割干涉儀，它通過將一束入射光分為兩束後，兩束相干光各自被對應的平面鏡反射回來從而發生振幅分割干涉。兩束干涉光的光程差可以通過調節干涉臂長度以及改變介質的折射率來實現，從而能夠形成不同的干涉圖樣。邁克耳孫干涉儀的著名應用是美國物理學家邁克耳孫和愛德華·莫雷使用它在1887年進行了著名的邁克耳孫－莫雷實驗，得到了以太風測量的零結果。除此之外，邁克耳孫還用它首次系統研究了光譜線的精細結構。
右圖是邁克耳孫干涉儀的基本構造：從光源到光檢測器之間存在有兩條光路：一束光被分束器（例如一面半透半反鏡）反射後入射到上方的平面鏡後反射回分束器，之後透射過分束器被光檢測器接收；另一束光透射過分束器後入射到右側的平面鏡，之後反射回分束器後再次被反射到光檢測器上。通過調節平面鏡的前後位置，可以對兩束光的光程差進行調節。值得注意的是，被分束器反射的那一束光前後共三次通過分束器，而透射的那一束光只通過一次。對於單色光而言只需調節平面鏡的位置即可消除這個光程差；但對於復色光而言，在分束器介質內不同波長的色光會發生色散，從而需要在透射光的光路中放置一塊材料和厚度與分束器完全相同的玻璃板，稱作補償板，如此可消除這個影響。
當兩面平面鏡嚴格垂直時，單色光源會形成同心圓的等傾干涉條紋，並且條紋定域在無窮遠處。如果調節其中一個平面鏡使兩束光的光程差逐漸減少，則條紋會向中心亮紋收縮，直到兩者光程差為零而干涉條紋消失。若兩個平面鏡不嚴格垂直且光程差很小時，光源會形成定域的等厚干涉條紋，其為等價於劈尖干涉的等距直條紋。
1905年至1930年間，人們又使用邁克耳孫干涉儀重復進行了多次邁克耳孫－莫雷實驗，結果均不超過以太風存在情形下條紋移動量的10%。1979年，人們用激光進行了迄今為止最為精確的邁克耳孫－莫雷實驗，實驗所用的氦－氖激光頻率被鎖定到一個絕熱穩定的法布里－珀羅干涉儀上，結果顯示激光頻率因以太風而可能存在的偏移不會超過其所預測的5×10。
馬赫－曾德爾干涉儀
邁克耳孫干涉儀中，分束器也被用來使兩束相干光重新會合發生干涉，而倘若採用一塊獨立的半透半反鏡來使兩束光重新會合，則可構造成馬赫－曾德爾干涉儀（Mach-Zehnder interferometer）。它是由德國物理學家路德維希·馬赫（恩斯特·馬赫之子）和路德維希·曾德爾於十九世紀末設計的，其基本光路如左圖所示：光源位於透鏡的焦平面上，從透鏡出射的平行光入射到第一面半透半反鏡上分為兩束，各自經一面平面鏡反射後在完全相同的第二面半透半反鏡重新會合，之後在兩個方向上的光檢測器都能發生干涉。通常，干涉儀中四個反射面需要被盡量設置為嚴格平行，並且四個反射點構成一個平行四邊形以保證準直。由此，兩列干涉臂的長度差異高度影響著兩個方向上的光檢測器所接收到的干涉信號，任何一個微小的光程差變化都會導致入射光能量的重新分配。當兩列干涉臂的光程完全相等，並考慮光波在半透半反鏡和平面鏡上反射產生的多次半波損失，則可知此時兩列相干光在光檢測器1的光路上有相長干涉，所有入射光的能量都將進入光檢測器1；而在光檢測器2的光路上有相消干涉，沒有入射光能量進入光檢測器2。
在實際操作中，若其中一塊半透半反鏡和平面鏡之間稍有傾斜，則會形成類似邁克耳孫干涉儀的劈尖干涉，即得到定域的平行等距直條紋。
通過測量光程差改變引起的光檢測器所接收到的光強變化，馬赫－曾德爾干涉儀經常用於測量可壓縮氣流中折射率的變化。即對於兩條相干光路，其中一條作為參考光路，另一條置於待測氣流中作為測試光路，從而可測得氣流的折射率改變，進一步即可得到待測氣流的密度改變。 主條目：相乾性
在邁克耳孫干涉儀或馬赫－曾德爾干涉儀這樣的振幅分割干涉裝置中，雖然兩束光來自同一光源，但在實驗中會發現如果一味增加兩束光的光程差，會導致干涉條紋的可見度下降直至條紋消失；而在楊氏雙縫干涉中，如果逐漸擴展兩條狹縫在彼此連線上的線度，也會導致干涉條紋可見度的下降並最終消失。這種干涉條紋最終消失的現象是由於相乾性，前者是由於實際的光波並非嚴格的無限長單色波列，它具有有限的相干長度（時間相乾性）；後者是由於擴展光源造成了空間中不同點之間彼此的相乾性下降（空間相乾性）。例如在邁克耳孫干涉儀中，一列有限長度的入射波進入干涉儀後被分成長度相等的兩列波，如果幹涉儀兩臂的光程差大於這兩列波的長度，則對於這一入射波而言它產生的兩列分波無法發生干涉，即兩列波沒有相乾性。從而在任意時刻，到達空間中某一點的所有波列都來自不同的入射波的疊加，而這些入射波本身具有隨機的相位和振幅漲落，在可觀測時間內它們的疊加不產生干涉。
時間相乾性
隨著時間 的變化，在時間 內，一個相位顯著飄移的波的振幅（紅色），與延遲了時間 的振幅（綠色）。在任何設定時間 ，紅色波會與延遲的綠色復制波互相干涉。可是由於一半的時間，紅色波與綠色波同相位，另外一半時間，兩個波異相位，所以，對於這個延遲，隨著時間平均的干涉等於零。
時間相乾性是光波單色性的一種反映，如果光波的單色性越好則它具有越好的時間相乾性。也就是說，對於一列光波，將它延遲一段時間後再將其與自身延遲後的版本發生干涉，如果延遲的這段時間即使很大，而它仍然能與自身發生干涉，則稱這列波或對應的波源有很好的時間相乾性。對於嚴格的無限長單色波，無論延遲多久它仍然能與自身發生干涉；而對於實際的有限長波列超過一段特定時間之後則無法發生干涉，這段時間被稱作相干時間，它也就是這列光波的持續時間。根據定義，描述時間相乾性的方法即為自相關函數。
設有限長波列，其持續時間為，即當時。對這個波列做傅里葉變換，可得它的頻譜為
這個積分的結果是一個歸一化的Sinc函數，而頻譜的模平方（功率譜）對應著光強。從函數可知光強的第一個零值對應著。
從而得到這列有限長波列的頻率范圍，即波列的頻率范圍近似為波列持續時間的倒數。事實上，實際的光波滿足關系。由此可知激光的線寬也是時間相乾性的反映，激光的線寬越窄則說明這束激光的時間相乾性越高。
從相干時間可以進一步定義相干長度，是波長的范圍。對於兩列光波的光程差接近或大於它們的相干長度時，干涉效應將難以發生。
空間相乾性
空間相乾性是電磁波傳播過程中在空間中兩點的電場相關程度的反映，即它是一種互相關函數。如果一束電磁波在空間中傳播的同一波陣面上不同點的相位彼此間高度相關，則認為這束電磁波有很強的空間相乾性。例如，在一束激光的橫截面上，向不同方向振盪的電場在相位變化上是高度一致的，即使這束激光的線寬很寬從而不具有很好的時間相乾性。空間相乾性是激光能夠保持高度方向性的關鍵因素。
根據傅立葉光學，波源光強在二維平面上的分布的傅立葉變換，即是干涉條紋的可見度函數。從而對於線度為的擴展光源，其可見度是一個Sinc函數，因而在距離為的波陣面上，具有空間相乾性的范圍近似可表為
這個距離被稱為相干間隔，由此可定義相干孔徑角，也就是說在這個范圍的光場內，波陣面上任意兩點具有空間相乾性。
由於楊氏雙縫實驗中條紋的可見度和狹縫在彼此連線上的擴展線度有很大關系，利用這個方法可以測量一些小光源的角幅度，這也正是邁克耳孫測星干涉儀的原理。

⑶ 激光干涉儀的品牌除了雷尼紹、光動、惠普，還有哪些牌子謝謝

現在惠普（現在叫是德科技）幾乎不做激光干涉儀了，目前國外品牌主要是雷尼紹，而國內也就是中圖儀器扛旗了。

SJ6000激光干涉儀集光、機、電、計算機等技術於一體，產品採用進口高性能氦氖激光器，其壽命可達50000小時；採用激光雙縱模熱穩頻技術，可實現高精度、抗干擾能力強、長期穩定性好的激光頻率輸出；採用高速干涉信號採集、調理及細分技術，可實現最高4m/s的測量速度，以及納米級的解析度；採用高精度環境補償模塊，可實現激光波長和材料的自動補償；採用高性能計算機控制系統及軟體技術，支持中文、英文和俄文語言，友好的人機界面、向導式的操作流程、簡潔化的記錄管理。

⑷ 光的干涉的應用有哪些

我知道的有激光干涉測量和精密機床控制...邁克爾孫激光干涉儀是基於激光干涉原理來實現測試等方面的用途的最主要也是最重要的儀器。它是以激光波長為已知長度利用邁克耳遜干涉系統測量位移的通用長度測量.工具激光干涉儀有單頻的和雙頻的兩種。
目前常用來測量長度的干涉儀，主要是以邁克爾遜干涉儀為主，並以穩頻氦氖激光為光源，構成一個具有干涉作用的測量系統。激光干涉儀可配合各種折射鏡、反射鏡等來作線性位置、速度、角度、真平度、真直度、平行度和垂直度等測量工作，並可作為精密工具機或測量儀器的校正工作。
現代工業需要滿足日益嚴格的公差以及國際質量標準的要求，因此生產設備的工作性能受到前所未有的重視。為滿足這一需求，研究人員利用激光的干涉原理推出了可以評估、監控並改善機器性能的兩激光干涉測量系統，從而提高了生產力，縮短了停機時間，並使廢品率降至最低。
激光干涉儀測量系統是迄今對機床、坐標測量機及其他位置精度至關重要的系統進行全面精度評估的最佳工具。此技術在這個領域已經有了許多應用。典型應用有:
傳統的機床精度校正,
CNC機床精度校正與補償,
第四軸的校正與補償,
標准長度的測量,例如塊規花崗石平台的校正,
光學平台精度檢驗,
PCB鑽孔機精度校正與補償,
三坐標空間精度校正,
半導體業機台校正。 還有全息照相...普通照相是把照相機的鏡頭對著被拍攝的物體，讓從物體上反射的光進入鏡頭，在感光底片上產生物體的像。感光底片上記錄的是從物體上各點反射出來的光的強度。但是，光是一種波，從被攝物體上各點反射出來的光不僅強度（它正比於光波振幅的平方）不同，而且位相也不同。全息照相就是一種既記錄反射光的強度，又記錄反射光的位相的照相術。這種照相術記錄的是光波的振幅和位相的全部信息，所以稱為全息照相。全息照相是應用光的干涉來實現的。它用激光（是良好的相干光）作光源。全息照相的原理如圖所示，激光束被分成兩部分：一部分射向被攝物體，另一部分射向反射鏡（這束光叫參考光束）。從物體上反射出來的光（叫做物光束）具有不同的振幅和相位，物光束和從反射鏡來的參考光束都射到感光片上，兩束光發生干涉，在感光片上產生明暗的干涉條紋，感光片就成了全息照相。干涉條紋的明暗記錄了干涉後光的強度，干涉條紋的形狀記錄了兩束光的位相關系。

⑸ 邁克爾遜干涉儀都有什麼應用多多益善,盡量詳細!

邁克爾遜干涉儀,是1883年美國物理學家邁克爾遜和莫雷合作，為研究「以太」漂移而設計製造出來的精密光學儀器。它是利用分振幅法產生雙光束以實現干涉。在近代物理和近代計量技術中，如在光譜線精細結構的研究和用光波標定標准米尺等實驗中都有著重要的應用。利用該儀器的原理，研製出多種專用干涉儀。

http://wlsy.cug.e.cn//157.html
此處有詳盡資料~!

⑹ 邁克爾遜干涉儀

這個主要是測量鈉雙線的波長差。

【實驗目的】

1.了解邁克爾遜干涉儀的干涉原理和邁克爾遜干涉儀的結構，學習其調節方法。

2．調節觀察干涉條紋，測量激光的波長。

3．測量鈉雙線的波長差。

4．練慣用逐差法處理實驗數據。

【實驗儀器】

邁克爾遜干涉儀，鈉燈，針孔屏，毛玻璃屏，多束光纖激光源（HNL 55700）。

【實驗原理】

1．邁克爾遜干涉儀

圖1是邁克爾遜干涉儀實物圖。圖2是邁克爾遜干涉儀的光路示意圖，圖中M1和M2是在相互垂直的兩臂上放置的兩個平面反射鏡，其中M1是固定的；M2由精密絲桿控制，可沿臂軸前、後移動，移動的距離由刻度轉盤(由粗讀和細讀2組刻度盤組合而成)讀出。在兩臂軸線相交處，有一與兩軸成45°角的平行平面玻璃板G1，它的第二個平面上鍍有半透（半反射）的銀膜，以便將入射光分成振幅接近相等的反射光⑴和透射光⑵，故G1又稱為分光板。G2也是平行平面玻璃板，與G1平行放置，厚度和折射率均與G1相同。由於它補償了光線⑴和⑵因穿越G1次數不同而產生的光程差，故稱為補償板。

從擴展光源S射來的光在G1處分成兩部分，反射光⑴經G1反射後向著M2前進，透射光⑵透過G1向著M1前進，這兩束光分別在M2、M1上反射後逆著各自的入射方向返回，最後都達到E處。因為這兩束光是相干光，因而在E處的觀察者就能夠看到干涉條紋。

由M1反射回來的光波在分光板G1的第二面上反射時，如同平面鏡反射一樣，使M1在M2附近形成M1的虛像M1′，因而光在邁克爾遜干涉儀中自M2和M1的反射相當於自M2和M1′的反射。由此可見，在邁克爾遜干涉儀中所產生的干涉與空氣薄膜所產生的干涉是等效的。

當M2和M1′平行時(此時M1和M2嚴格互相垂直)，將觀察到環形的等傾干涉條紋。一般情況下，M1和M2形成一空氣劈尖，因此將觀察到近似平行的干涉條紋(等厚干涉條紋)。

2．單色光波長的測定

用波長為λ的單色光照明時，邁克爾遜干涉儀所產生的環形等傾干涉圓條紋的位置取決於相干光束間的光程差，而由M2和M1反射的兩列相干光波的光程差為

Δ＝2dcos i (1)

其中i為反射光⑴在平面鏡M2上的入射角。對於第k條紋，則有

2dcos ik＝kλ (2)

當M2和M1′的間距d逐漸增大時，對任一級干涉條紋，例如k級，必定是以減少cosik的值來滿足式(2)的，故該干涉條紋間距向ik變大(cos ik值變小)的方向移動，即向外擴展。這時，觀察者將看到條紋好像從中心向外「湧出」，且每當間距d增加λ/2時，就有一個條紋湧出。反之，當間距由大逐漸變小時，最靠近中心的條紋將一個一個地「陷入」中心，且每陷入一個條紋，間距的改變亦為λ/2。

因此，當M2鏡移動時，若有N個條紋陷入中心，則表明M2相對於M1移近了

Δd＝N (3)

反之，若有N個條紋從中心湧出來時，則表明M2相對於M1移遠了同樣的距離。

如果精確地測出M2移動的距離Δd，則可由式(3)計算出入射光波的波長。

3．測量鈉光的雙線波長差Δλ

鈉光2條強譜線的波長分別為λ1＝589.0 nm和λ2＝589.6 nm，移動M2，當光程差滿足兩列光波⑴和⑵的光程差恰為λ1的整數倍，而同時又為λ2的半整數倍，即

Δk1λ1＝(k2＋)λ2

這時λ1光波生成亮環的地方，恰好是λ2光波生成暗環的地方。如果兩列光波的強度相等，則在此處干涉條紋的視見度應為零(即條紋消失)。那麼干涉場中相鄰的2次視見度為零時，光程差的變化應為

ΔL＝kλ1＝(k＋1)λ2 (k為一較大整數)

由此得

λ1－λ2＝＝

於是

Δλ=λ1－λ2＝＝

式中λ為λ1、λ2的平均波長。

對於視場中心來說，設M2鏡在相繼2次視見度為零時移動距離為Δd，則光程差的變化ΔL應等於2Δd，所以

Δλ＝ (4)

對鈉光＝589.3 nm，如果測出在相繼2次視見度最小時，M2鏡移動的距離Δd ,就可以由式(4)求得鈉光D雙線的波長差。

4.點光源的非定域干涉現象

激光器發出的光，經凸透鏡L後會聚S點。S點可看做一點光源，經G1(G1未畫)、M1、M2′的反射，也等效於沿軸向分布的2個虛光源S1′、S2′所產生的干涉。因S1′、S2′發出的球面波在相遇空間處處相干，所以觀察屏E放在不同位置上，則可看到不同形狀的干涉條紋，故稱為非定域干涉。當E垂直於軸線時(見圖3)，調整M1和M2的方位也可觀察到等傾、等厚干涉條紋，其干涉條紋的形成和特點與用鈉光照明情況相同，此處不再贅述。

【實驗內容與步驟】

1．觀察擴展光源的等傾干涉條紋並測波長

①點燃鈉光燈，使之與分光板G1等高並且位於沿分光板和M1鏡的中心線上，轉動粗調手輪，使M1鏡距分光板G1的中心與M1鏡距分光板G1的中心大致相等(拖板上的標志線在主尺32 cm 位置)。

②在光源與分光板G1之間插入針孔板，用眼睛透過G1直視M2鏡，可看到2組針孔像。細心調節M1鏡後面的 3 個調節螺釘，使 2 組針孔像重合，如果難以重合，可略微調節一下M2鏡後的3個螺釘。當2組針孔像完全重合時，就可去掉針孔板，換上毛玻璃，將看到有明暗相間的干涉圓環，若干涉環模糊，可輕輕轉動粗調手輪，使M2鏡移動一下位置，干涉環就會出現。

③再仔細調節M1鏡的2個拉簧螺絲，直到把干涉環中心調到視場中央，並且使干涉環中心隨觀察者的眼睛左右、上下移動而移動，但干涉環不發生「湧出」或「陷入」現象，這時觀察到的干涉條紋才是嚴格的等傾干涉。

④測鈉光D雙線的平均波長。先調儀器零點，方法是：將微調手輪沿某一方向(如順時針方向)旋至零，同時注意觀察讀數窗刻度輪旋轉方向；保持刻度輪旋向不變，轉動粗調手輪，讓讀數窗口基準線對准某一刻度，使讀數窗中的刻度輪與微調手輪的刻度輪相互配合。

⑤始終沿原調零方向，細心轉動微調手輪，觀察並記錄每「湧出」或「陷入」50個干涉環時，M1鏡位置，連續記錄6次。

⑥根據式(5-8)，用逐差法求出鈉光D雙線的平均波長，並與標准值進行比較。

2．觀察等厚干涉和白光干涉條紋

①在等傾干涉基礎上，移動M2鏡，使干涉環由細密變粗疏，直到整個視場條紋變成等軸雙曲線形狀時，說明M2與M1′接近重合。細心調節水平式垂直拉簧螺絲，使M2與M1′有一很小夾角，視場中便出現等厚干涉條紋，觀察和記錄條紋的形狀、特點。

②用白熾燈照明毛玻璃(鈉光燈不熄滅)，細心緩慢地旋轉微動手輪，M2與M1′達到「零程」時，在M2與M1′的交線附近就會出現彩色條紋。此時可擋住鈉光，再極小心地旋轉微調手輪找到中央條紋，記錄觀察到的條紋形狀和顏色分布。

3．測定鈉光D雙線的波長差

①以鈉光為光源調出等傾干涉條紋。

②移動M2鏡，使視場中心的視見度最小，記錄M2鏡的位置；沿原方向繼續移動M2鏡，使視場中心的視見度由最小到最大直至又為最小，再記錄M2鏡位置，連續測出6個視見度最小時M2鏡位置。

③用逐差法求Δd的平均值，計算D雙線的波長差。

4．點光源非定域干涉現象觀察

方法步驟自擬。

邁克爾遜干涉儀系精密光學儀器，使用時應注意防塵、防震；不能觸摸光學元件光學表面；不要對著儀器說話、咳嗽等；測量時動作要輕、要緩，盡量使身體部位離開實驗檯面，以防震動。

參考：http://class.htu.cn/gx/kecheng/shiyan/14.htm

⑺ 邁克爾遜干涉儀有哪些部分組成它們各有什麼作用

邁克爾遜干涉儀組成及作用：

1、平面鏡兩個用來產生等厚或者等傾干涉所需要的光程差。

2、分光鏡一個用來將入射激光分成兩束，達到分振幅的目的。

3、擴束鏡，用來將激光束擴散開，使得干涉條紋便於觀察。

4、聚焦透鏡，用在等傾干涉時將干涉條紋聚焦。

5、光屏，用於承接干涉條紋。

如果想要在邁克爾遜干涉儀上調出等傾干涉條紋，要求M1和M2兩個反射鏡相互平行，調解時可以在光源上做一個標記，再調節這兩個鏡子後面的傾度粗調旋鈕和細調旋鈕，使得標記物在兩個鏡子里的反射像在視野里重合。這樣就可以看到環狀的等傾干涉條紋。

(7)四大幹涉儀器有哪些擴展閱讀：

邁克爾遜干涉儀的原理是一束入射光被分光鏡分成兩束後，每束光被相應的平面鏡反射回來。由於這兩束光的頻率、振動方向相同，相位差恆定（即滿足干涉條件），就會發生干涉。

通過調節干涉臂的長度和改變介質的折射率，可以實現兩束干涉的不同路徑，從而形成不同的干涉圖樣。

通過調節干涉臂的長度和改變介質的折射率，可以實現兩束干涉的不同路徑，從而形成不同的干涉圖樣。干涉條紋是等光程差的路徑。因此，要分析某些干涉產生的圖樣，必須得到相干光程差的位置分布函數。

⑻ 雙頻激光干涉儀的簡介

單頻激光干涉儀與雙頻激光干涉儀的區別
先編個段子進行下腦補，關於課堂上學生因內急而舉手的情景。

小學生：老師，我想上廁所！

中學生：老師，我快憋不住了！

大學生：老師，我肚子不舒服！

研究生：老師，我沒有舉手，我就活動下肘關節…（老師：你給我出去！）

開心完了，請各位對號入座，開始科普！
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1、激光干涉儀是什麼

小學生：

激光，干涉，儀器！
中學生：
氦氖激光器出射的激光，利用邁克爾遜干涉原理做成的儀器。
大學生：
氦氖激光器出射的正交偏振激光，經過偏振分光棱鏡後一分為二，成了兩束激光；兩束激光，一束作為參考光，一束作為測量光，各自反射後再次經過偏振分光棱鏡而合二為一，然後進行邁克耳遜干涉，是一種測量位移的儀器。
研究生：

激光干涉儀主要應用於運動導軌的測量與校準，如數控機床、三坐標、機器人、3D列印設備、自動化設備、線性位移平台等領域；也可用於教學和科研，如引力波探測、重力加速度試驗、微觀檢測和納米研究等。
它分為靜態測量和動態測量，下面以深圳市中圖儀器股份有限公司自主開發的SJ6000激光干涉儀進行概述。
【靜態測量功能】
0~80m線性位移測量（包括線性定位精度、重復定位精度和反向間隙等）
±10°角度測量（包括角度定位精度、重復定位精度和反向間隙等，以及角擺，還可以衍生出平面度的測量）
±3mm直線度測量（包括橫向和縱向的直線度，還可衍生出垂直度和平行度的測量）
【動態測量功能】
可實現線性位移、角度和直線度的動態測量與性能檢測，以及進行位移分析、速度分析、加速度分析、振幅與頻率的FFT分析。
典型應用有絲桿導軌的動態特性分析、振動分析、驅動系統的響應特性分析等。

3、單頻激光干涉儀和雙頻激光干涉儀有何異同

小學生：

名字上有一個字不同，六個字相同！
中學生：
單頻激光干涉儀只需用到一個頻率即可進行邁克耳遜干涉，雙頻激光干涉儀卻要用到兩個頻率才能進行邁克耳遜干涉。兩者在測量原理、功能和精度表現上沒有本質區別。
大學生：
【相同點】
1)、儀器性質、功能、作用、用法相同；
2)、原理都採用外差干涉；
3)、精度都主要取決於激光波長穩定度和環境因素。
【不同點】
1)、單頻激光干涉儀的光電探測器獲取的是干涉條紋的光強變化信號；而雙頻激光干涉儀的光電探測器獲取的是光頻變化信號；
2)、雙頻激光干涉儀存在非線性誤差，而單頻激光干涉儀可以修正至可以忽略；
3)、雙頻激光干涉儀在測量速度上受到頻差的限制，而單頻激光干涉儀不會，所以單頻激光干涉儀可以將測量速度做到更高。
研究生：
【單頻激光干涉儀】
單頻激光干涉儀採用的是分振幅的方法，將激光器出射的圓偏振光通過一個偏振分光棱鏡PBS分為兩束，一束作為參考光，一束作為測量光，測量光攜帶測量信息後返回與參考光合束，得到干涉條紋，通過光電探測器可以記錄干涉條紋的數目和強度，即可得到移動的距離如下：
L＝Nλ／2
可見，單頻激光干涉儀的光電探測器獲取的是干涉條紋的光強變化信號。
【雙頻激光干涉儀】
雙頻激光干涉儀採用塞曼穩頻或者其他方式將單頻激光分為兩個振動方向互相垂直，具有一定頻差的雙頻激光輸出。其中，分一部分光作為參考光，參考光的頻率差為f1-f2，另一部分光由激光頭出射，同樣通過偏振分光棱鏡PBS，可以將兩個振動方向互相垂直的線偏振光分開，一束頻率為f1的光由固定角錐反射返回，另一束頻率為f2的光作為測量光，由移動角錐反射，在返回時由於多普勒效應，相應的光頻變化為f2±△f。此時光f1和光f2±△f作為測量光入射到激光頭里，測量光的頻率為f1-f2±△f，將其與參考光的頻率進行對比，由下面的公式得到移動的距離為：

可見，雙頻激光干涉儀的光電探測器獲取的是光頻變化信號。
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是不是非專業又隔行？
沒錯！
否則，怎麼能考驗出你這么low的學習理解能力啊！
是不是很無辜？
不不不！
因為，你已經獲得了一項國際前沿科技的認知。

⑼ 常見的天文觀測儀器有哪些

常見的天文觀測儀器有：

1、X射線望遠鏡：

光學望遠鏡，使用人眼可見光形成恆星和星系的像的望遠鏡，是用於收集可見光的一種望遠鏡，並且經由聚焦光線，可以直接放大影像、進行目視觀測或者攝影等等，特別是指用於觀察夜空，固定在架台上的單筒望遠鏡，也包括手持的雙筒鏡和其他用途的望遠鏡。

⑽ 目前的光學干涉儀主要有哪些

干涉顯微鏡6JA是用來測量精密加工零件（平面、圓柱等外表面）光潔度的儀器，也可以用來測量零件表面刻線，鍍層等深度。

干涉顯微鏡6JA
技術參數：
1、測量表面光潔度范圍：10-14
2、工作物鏡的數值孔徑：0.65
3、工作距離：0.5mm
4、儀器的視場：目視：φ0.25mm
照相：0.21* 0.15mm
5、測微目鏡放大倍數：目視：500X
照相：168X
6、測微目鏡放大倍數：12.5X
7、測微鼓分劃值：0.01mm
8、綠色干涉濾色片波長λ≈5300Å
9、半寬度Δλ≈100Å
10、工作台升程：5mm
11、X、Y方向移動范圍≈10mm
12、旋轉運動范圍：360˚
13、儀器標准鏡高反射率≈60%
14、低反射率≈4%
15、可調變壓器輸入電壓：220V
16、輸出電壓：4V-6V
17、儀器外形尺寸：270*160*230mm
18、儀器重量≈5公斤