1 / 4 激光干涉测量平板玻璃的楔角一、 目的要求用自组激光干涉仪测量平板玻璃的楔角。实验要求达到：1.理解激光干涉的原理及楔角测量公式的推导。2.明确光路调整的目的及其判据。二、 实验仪器光具座、 He－Ne 激光器、扩束镜、带小孔的像屏、平板玻璃、千分尺。三、 参考书目1.母国光、战元龄： 《光学》，p.258－261。2.李允中、潘维济： 《基础光学实验》 ，p.73－77。四、 实验原理如图 1 所示， He－Ne 激光器 S 发出的m10328.67的 He－Ne 激光经扩束镜L 会聚后， 成为一束发散的球面波。当在其光路上放置一被测的平板玻璃时，由于平板玻璃前、后两表面反射回来的球面波是相干光，因此两者在空间叠加的部分就构成了干涉区。这时，若在扩束镜的会聚点处垂直于光束的光轴上放置一个带有小孔的屏，并令小孔与会聚点重合，则该点即是点光源，其发射的球面波经平板玻璃前、后表面的反射，在屏上会呈现出一簇同心圆状、明暗相间的干涉图样。倘若平板玻璃与光束主轴垂直且前、后表面确是理想平行的话，干涉图样的圆心就会与小孔重合；反之，如果干涉图样中心偏离了小孔中心，则表明该平板玻璃的前、后表面存在着一个楔角。本实验就是为测量光学平面间的楔角而设计的。2 / 4 图 2 是干涉光路图。S’是扩束镜的会聚点，亦是屏上小孔的位置（即球面波的发射中心），由它发出的球面波经平板玻璃前、后两表面的反射，分别形成球面波Ⅰ和球面波Ⅱ，这两个相干的球面波可等效地视为由相干的两个虚光源S1 和 S2 直接发出的。由于 S1 是平板玻璃前表面成的虚像，故：DSS2'1（ 1）而 S2 是平板玻璃后表面成的虚像，其像距还取决于平板玻璃的楔角及平板玻璃对He－Ne 激光波长的折射率n，利用几何光学推导得：ndDSS22'2（2）由于角极小，所以S’S1 与 S’S2 之间的夹角 n亦极小，有nn)(sin ，''sin ，故：ndSS221dDnSSnD2212'（3）ndnDn)1('（4）又由于 nD >> d ，所以上式可简化为：dDn2（ 5）因而得到本实验的测量关系式：222Ddnr（6）从式（ 6）可知，对给定的样品（平板玻璃），厚度 d、折射率n 以及楔角均为常量，其干涉图样中心偏离小孔的距离r 与平板玻璃前表面到屏的距离D 的平方成正比。据此，可采用D 和 r 的函数关系测量，通过最小二乘法处理，由得到的斜率获得待测量楔角的测量结果。3 / 4 五、 仪器的调整与说明从实验原理可知，要应用式（6）进行测量，必须要使光路满足下列条件：1....
