擴束后的激光波面特性及其實驗設(shè)計分析.pdf

1、激光波面分析與檢測是精密測量技術(shù)的一個研究方向，它是建立在干涉測量技術(shù)的基礎(chǔ)上而發(fā)展起來的。在經(jīng)典物理學(xué)中，楊氏雙縫干涉是最經(jīng)典的干涉現(xiàn)象，這種干涉是基于等傾干涉原理通過條紋的變化來檢測相干光束的波面特性。另外，基于等厚干涉技術(shù)發(fā)展起來的準直光檢驗器，在高效方便化的準直技術(shù)檢驗方面展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿?。本文以由一塊平行平晶組成的準直光檢驗器為核心，利用擴束鏡改變633nm He-Ne激光器的波面特性，在擴束鏡光路軸后方，利用準直光檢驗

2、器檢驗擴束激光波面特性，并結(jié)合光電技術(shù)CCD來呈現(xiàn)光波干涉條紋變化的現(xiàn)象，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)調(diào)節(jié)準直光檢驗器與入射光束的角度，讓633nm He-Ne激光器發(fā)出的光源，當(dāng)調(diào)整擴束鏡倍率為10倍固定及準直光檢驗器至擴束鏡的距離為40cm時，調(diào)整準直光檢驗器與激光器的不同角度，發(fā)現(xiàn)角度越大，干涉條紋越密集，越不好觀察，角度越小，干涉條紋越分散，越容易觀察，這說明，平行平晶角度的變化使前后面兩束光的干涉角度產(chǎn)生變

3、化，從而使干涉面的條紋頻率也產(chǎn)生了變化。因此，這個實驗論證了，平行平晶面與入射光的夾角也就是最佳觀察角度為5°，才能觀察到最好的干涉條紋。假若角度變大，干涉條紋將開始分開，若太小，則光學(xué)干涉條紋越細小，越不易觀察。
　　(2)調(diào)節(jié)準直光檢驗器與擴束鏡的距離，通過觀察干涉條紋變化來檢測不同位置光束波面特性的變化。633nm He-Ne激光器發(fā)出光源，調(diào)整擴束鏡倍率10倍固定，按照(1)中得出準直光檢驗器與激光器角度成最佳觀察角5°時

4、，調(diào)整準直光檢驗器至擴束鏡的距離為分別為15cm、35cm和55cm時，對比三個實驗結(jié)果圖，發(fā)現(xiàn)隨著距離的增加，曲率半徑越大，干涉條紋變的越來越稀疏，說明，擴束鏡后的光束是球面波，球面波在不同的位置曲率半徑不同，曲率半徑不同產(chǎn)生的前后面兩束光的干涉角度不同，即干涉條紋的頻率不同，實驗證明了曲率的半徑越大，干涉條紋頻率越低（條紋越粗），球面波就越接近于準直光。
　　(3)在(1)(2)設(shè)計的利用準直光檢驗器最佳條件基礎(chǔ)上，我們固定其