本文對(duì)馬赫-曾德干涉實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展,實(shí)現(xiàn)了三光束、四光束干涉的實(shí)驗(yàn)嘗試;通過(guò)改變光束波矢夾角、光束強(qiáng)度、偏振態(tài)等參數(shù),得到了一維周期性條紋、一維調(diào)制條紋、二維周期性光學(xué)格子、二維調(diào)制光學(xué)格子等干涉光場(chǎng).同時(shí),通過(guò)提供光的干涉仿真模塊,讓學(xué)生自行對(duì)多光束干涉進(jìn)行數(shù)值模擬,加深了對(duì)干涉理論的理解掌握.通過(guò)上述"實(shí)虛結(jié)合"的光的干涉實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容拓展,不僅豐富了干涉實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,提高了學(xué)生的興趣,而且有利于拓展學(xué)生的專業(yè)知識(shí),從而了解相關(guān)領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容. 

【文章來(lái)源】：大學(xué)物理. 2020,39(11)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

不同干涉實(shí)驗(yàn)的光場(chǎng)分布

馬赫-曾德干涉光路是用途廣泛的分振幅干涉光路,也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最常用的干涉光路. 傳統(tǒng)的馬赫-曾德干涉光路利用分束鏡把光路一分為二,再利用合束鏡合二為一產(chǎn)生干涉. 為產(chǎn)生多光束干涉,從同一相干光源光束中分出更多的光路是最直接的做法. 筆者引導(dǎo)學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)馬赫-曾德干涉光路進(jìn)行改造,實(shí)驗(yàn)光路如圖2所示. 在傳統(tǒng)光路基礎(chǔ)上增加分束器BS2和BS3. 入射氦氖激光經(jīng)分束器BS1和BS2分為3束,再利用BS3和BS4合束后,經(jīng)透鏡擴(kuò)束,在白屏上觀察干涉光場(chǎng)的變化. 此實(shí)驗(yàn)中氦氖激光的偏振方向?yàn)榇怪惫鈱W(xué)平臺(tái)方向;使用的分束器分束比選擇如下:BS1選用7:3分束器,BS2、BS3、BS4均用了1:1分束器. 在實(shí)驗(yàn)中控制各路光束光強(qiáng)時(shí),根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)需要可在各光路中加入可調(diào)衰減片.在實(shí)驗(yàn)中,擋住光束3,先通過(guò)調(diào)節(jié)BS1、M1與M2,形成如圖3的波矢結(jié)構(gòu)與干涉圖樣.

在實(shí)驗(yàn)中,擋住光束3,先通過(guò)調(diào)節(jié)BS1、M1與M2,形成如圖3的波矢結(jié)構(gòu)與干涉圖樣.保持k1和k2共面且?jiàn)A角(約18°,在圖2實(shí)驗(yàn)光路圖中,拿掉擴(kuò)束鏡通過(guò)測(cè)量白屏處兩光點(diǎn)距離以及測(cè)量白屏與擴(kuò)束鏡位置的距離推算光束的夾角)不變,通過(guò)調(diào)節(jié)BS2和BS3,可使光束3(k3)沿光束1(k1)和2(k2)夾角的角平分面內(nèi)入射,或在光束1(k1)和2(k2)面內(nèi)入射,形成三光束干涉,三光束的波矢方向結(jié)構(gòu)如圖4(a)、(b)所示. 實(shí)驗(yàn)中三束光的光強(qiáng)比控制約為1:1:1,改變k3在兩個(gè)入射面中的方向,三光束疊加干涉所得二維光斑分布以及相應(yīng)的數(shù)值模擬如圖5所示.


本文編號(hào)：3343164