各种光学干涉仪课件目录CONTENTS01光学干涉仪概述定义与特点定义光学干涉仪是一种利用光的干涉现象来测量物理量的仪器。特点高精度、高灵敏度、非接触测量、宽测量范围。工作原理干涉现象当两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，光波的振幅会发生变化，产生加强或减弱的现象。干涉仪工作原理通过分束器将一束光分成两束或多束相干光波，分别经过不同的路径后再次相遇，产生干涉现象。通过测量干涉现象的特性，可以推导出被测物理量的值。分类与比较分类根据不同的分类标准，可以将光学干涉仪分为多种类型，如根据干涉仪的测量方式可分为零差干涉仪和外差干涉仪；根据干涉仪的测量对象可分为长度干涉仪、角度干涉仪和光学表面形状干涉仪等。比较不同类型的干涉仪各有优缺点，适用于不同的应用场景。例如，零差干涉仪结构简单、测量精度高，但抗干扰能力较差；外差干涉仪抗干扰能力强、测量范围广，但结构复杂、调整难度较大。02Michelson干涉仪工作原理光的波动性01光在传播过程中会形成波前，当两个波前相遇时，它们会相互叠加。当波前同相时，光强增强；反相时，光强减弱。干涉现象02当两束具有相同频率和相位的光波在空间某一点相遇时，它们会相互叠加形成干涉。干涉会导致光强的空间分布发生变化，形成明暗相间的干涉条纹。Michelson干涉仪原理03Michelson干涉仪通过将一束光分成两束相互垂直的光束，分别经过反射镜反射后再合并，利用反射镜的移动或光路的改变，使两束光产生不同的光程差，从而形成干涉现象。结构与组成分束器干涉臂将一束入射光分成两束相互垂直的光束。常见的分束器有半透半反镜和分束棱镜。连接分束器和反射镜，使光束在其中传播。通常使用光学平台或真空管作为干涉臂。反射镜探测器使一束光反射后改变方向。通常使用平面镜作为反射镜。用于检测干涉现象并记录干涉条纹。常见的探测器有光电二极管和CCD相机。应用与实例长度测量光学薄膜检测引力波探测Michelson干涉仪常用于长度测量，通过测量干涉条纹的数量或移动反射镜的距离，可以精确测量光程差的变化，从而得到被测物体的长度或位移。Michelson干涉仪可用于检测光学薄膜的厚度和折射率，通过观察干涉条纹的变化，可以分析光学薄膜的质量和光学性能。Michelson干涉仪也可用于引力波探测，通过检测引力波引起的空间扰动，可以研究宇宙中的大质量天体和黑洞等天体物理现象。03Mach-Zehnder干涉仪工作原理光的波动性光具有波动性，可以发生干涉和衍射等现象。干涉现象当两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，光波的振幅会相加，形成明暗相间的干涉条纹。Mach-Zehnder干涉仪原理通过分束器将一束光分成两束，分别经过不同的路径后再次合并，由于光程差的存在，两束光在空间某一点叠加时发生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。结构与组成01020304分束器反射镜透镜观察屏将一束光分成两束相干光波。使光波在空间中发生反射，改变光波的传播路径。对光波进行聚焦或扩展，使光波在空间中形成干涉条纹。用于观察干涉条纹。应用与实例010203光学干涉测量光学信号处理量子光学实验利用Mach-Zehnder干涉仪测量光学元件的表面形貌、光学薄膜的厚度等。利用Mach-Zehnder干涉仪实现光学信号的相干解调、滤波等处理。利用Mach-Zehnder干涉仪进行量子光学实验，如量子纠缠、量子隐形传态等。04Twyman-Green干涉仪工作原理Twyman-Green干涉仪基于分振幅干涉原理，通过将待测波前分成两束相干光束，并在后续路径中重新组合，产生干涉现象。干涉条纹的出现与否取决于两束光的光程差，通过调整光束的光程差，可以获得不同的干涉图样。通过测量干涉条纹的位置或移动，可以推导出待测波前的波前畸变、光学元件的表面误差等参数。结构与组成Twyman-Green干涉仪主要由分束器、反射镜、透镜和干涉仪平台组成。此外，还需要光源、探测器等辅助设备。分束器用于将待测波前分成两束相干光束，反射镜和透镜用于调整光束的路径和方向，干涉仪平台用于放置光学元件和测量干涉条纹。应用与实例Twyman-Green干涉仪广泛应用于光学元件的检测、光学系统的波前畸变分析等领域。例如，可以用于检测光学元件的表面误差、透镜的球面和彗差等参...
