1、光纤迈克尔逊干涉仪光纤迈克尔逊干涉仪实验论文实验论文 背景背景 迈克尔逊干涉仪,是 1883 年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以 太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现 干涉。通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。 主要用于长度和折射率的测量，若观察到干涉条纹移动一条，便是 M2 的动臂移 动量为/2，等效于 M1 与 M2 之间的空气膜厚度改变/2。在近代物理和近代计 量技术中， 如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重 要的应用。利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。 ? ? 干涉条纹是等光程差点的轨
2、迹，因此，要分析某种干涉产生的图样，必求出 相干光的光程差位置分布的函数。? 迈克耳孙干涉仪（英文：Michelson interferometer）是光学干涉仪中最常 见的一种。 迈克耳孙干涉仪的原理是一束入射光分为两束后各自被对应的平面镜 反射回来，这两束光从而能够发生干涉。干涉中两束光的不同光程可以通过调节 干涉臂长度以及改变介质的折射率来实现，从而能够形成不同的干涉图样。迈克 耳孙和爱德华威廉姆斯莫雷使用这种干涉仪于 1887 年进行了著名的迈克耳 孙-莫雷实验，并证实了以太的不存在。? 束器，而从上方平面镜反射的那束光要经过三次，这会导致两者光程差的变化。 对于单色光的干涉而言这无所
3、谓，因为这种差异可以通过调节干涉臂长度来补 偿；但对于复色光而言由于在介质中不同色光存在色散，这往往需要在右侧平面 镜的路径上加一块和分束器同样材料和厚度的补偿板， 从而能够消除由这个因素 导致的光程差。? 论述论述 在所谓非线性迈克耳孙干涉仪中， 标准的迈克耳孙干涉仪的其中一条干涉臂 上的平面镜被替换为一个 Gires-Tournois 干涉仪或 Gires-Tournois 标准具， 从 如左图所示，在一台标准的迈克耳 孙干涉仪中从光源到光检测器之间 存在有两条光路：一束光被光学分 束器（例如一面半透半反镜）反射 后入射到上方的平面镜后反射回分 束器，之后透射过分束器被光检测 器接收；另一
4、束光透射过分束器后 入射到右侧的平面镜，之后反射回 分束器后再次被反射到光检测器 上。注意到两束光在干涉过程中穿 过分束器的次数是不同的，从右侧 平面镜反射的那束光只穿过一次分 Gires-Tournois 标准具出射的光场和另一条干涉臂上的反射光场发生干涉。由 于 Gires-Tournois 标准具导致的相位变化和光波长有关， 并且具有阶跃的响应， 非线性迈克耳孙干涉仪有很多特殊的应用，例如光纤通信中的光学梳状滤波器。 光纤迈克尔逊干涉仪及其应用：光纤迈克尔逊干涉仪及其应用： 1.光纤迈克尔逊干涉仪的原理光纤迈克尔逊干涉仪的原理 光纤迈克尔逊干涉仪的系统构成如上图所示。从半导体激光器输出的光,耦合到 光纤中,经过耦合器分束进入干涉仪的两条光纤臂中,在光纤臂的两端直接镀上反 射膜以实现传统分立元件迈克尔逊干涉仪中两反射镜的功能,由此反射回来的光 再经耦合器汇合，形成干涉，由探测器进行检测。 该干涉仪最大特点是光路全封闭,光纤两臂可绕成任意形状,结构灵活,抗电 磁干扰，对被测介质影响小，适应性强等特点，因此,它的应用可以延伸到许多 传统干涉仪的禁区,例如用于恶劣环境的
