专利名称：马赫－陈德尔干涉仪的快速调整方法
技术领域：
本发明是关于如何调整马赫-陈德尔(Mach-Zehnder)干涉仪，特别是涉及如何快速调整高精密马赫-陈德尔干涉仪的方法。
马赫-陈德尔干涉仪装置如

图1所示，它是由激光光源1，扩束望远镜2，半反射镜4、7和全反射镜5和6，以及显示屏8组成。从激光光源1发出的单色光经扩束望远镜2扩束以后，被半反射镜4分成强度相等的两束光T和R。T束光经全反射镜5和半反射镜7二次反射以后，到达显示屏8。R光束经全反镜6反射，再透过半透镜7也到达显示屏8上，和光束T相遇。当两列波之间相互平行，并且波面不发生剪切时，在显示屏上可观察到零级干涉条纹。
对一个光学专业的工作者而言，要将两列波调整到相互平行且不发生剪切，决非易事，往往需要半天以上时间，而对于一个非光学专业的人员来说，即使化上几天，也调整不出完全的零级。因此本文提出的马赫一陈德尔干涉仪的调整方法显得非常必要。
本发明马赫-陈德尔干涉仪的快速调整方法，主要是采用微束准直调整方法，其具体的调整步骤如下(为叙述方便，请参见图1)
1.在一个水平安放的防震工作台上，首先让光源沿水平方向出射，即光线和防震台平行；2.调整扩束望远镜2，使光束平行出射；3.将45度半反射镜4、7和全反射镜5、6安装在能上下、左右转动和平动的精密调整架上，并预调整到与光束同样的高度；4.在望远镜2前光束前进方向，放置一小孔3，使光束的中央部分通过该小孔；5.在小孔3前放置半反射镜4，透过半反射镜4的光束称为T光束，经半反镜4反射并与T光束垂直的那部分称为R光束。在T光束前方2～3米处，放置一个纸屏9并在该光束T的位置处标上十字叉丝；在R光束前方2～3米处，也放一个带十字叉丝的纸屏10，并使十字叉丝的高度和纸屏9上的十字叉丝的高度一致，调节半反射镜4，使R光束对准纸屏10的十字叉丝中央；6.沿着R光束前进的方向，放置全反镜6，调节全反镜6，使R光束被反射到纸屏9的十字叉丝中心，再左右转动全反镜6，使反射的R光束与T光束平行；7.在T光束前进方向置一全反镜5，调节全反镜5，使光束T经过反射后落在纸屏10的十字叉丝中心，再左右转动全反镜5，使T光束与半反镜4反射出来的R光束平行；8.在R光束与T光束垂直相交的位置放上半反射镜7，调节半反镜7，使T光束与R光束在显示屏8上重合；9.重复调节以上第3--8步骤，可使T束和R束分别在近场和远场精确重合，从而获得零级干涉。
本发明与在先技术相比，有如下优点1.采用微束调整，定位相当准确。
2.将每个反射镜和半反射镜单独调整到同一基准叉丝，既简便又准确无误。
2.在防震台上按图1所示的矩形位置布置各个调整架。将半透半反射镜4和7、全反射镜5和6安装在具有二维转动和上下左右平动的精密调整架上，并预调整到与光束同样的高度。
3.在扩束望远镜2后面放一直径约1mm的小孔3，使小孔位于光束中央。
4.首先调整半透半反射镜4，让其镜面与出射光束呈45度角(见图1)，使反射的R光束与透过的T光束垂直。在T光束前方2～3米处，放一纸屏9，在T光束的位置标上十字叉丝；同样在R束前方2～3米处也放一个有十字叉丝的纸屏10，并使纸屏10上的十字叉丝高度和T光束的十字叉丝高度一致；调整半透半反射镜4，使R光束对准纸屏10上的十字叉丝中央。
5.在工作台上沿T光束前进方向放置全反射镜5，调整全反镜5，使反射光束到达纸屏10的十字叉丝中央，再左右转动镜面使反射的光束与R光束平行。
6.沿着R光束前进的方向，放置全反镜6，调节全反镜6使R光束被反射到纸屏9的十字叉丝中心，再左右转动全反镜6，使反射的光束与T光束平行。
7.在R光束与T光束相交处放上半透半反射镜7，调节半透半反射镜7，使T光束和R光束在显示屏8上重叠。
8.在实践上述几个步骤以后，基本上能使两束光平行，且不剪切，有时一次调节仍得不到零级波，需要重复以上步骤。如果在屏幕上看到的条纹是垂直的，则说明两波面之间仅纵向有夹角，轻轻调整上下的转动螺钉即可；横向的也同理。若看到斜条纹，则说明两波面之间有剪切，需要调整纵向和横向的夹角，直到衍射级次逐步降低，最后达到零级。
权利要求
1.一种马赫-陈德尔干涉仪的快速调整方法，其特征在于它包括的步骤如下①在一个水平安放的防震工作台上，首先让一光源沿水平方向出射，即光线和防震台平行；②调整扩束望远镜(2)，使光束平行出射；③将45度半透半反射镜(4、7)和全反射镜(5、6)安装在能上下、左右转动和平动的精密调整架上，并预调整到与光束同样的高度；④在望远镜(2)前光束前进方向，放置一小孔(3)，使光束的中央部分通过该小孔形成一微光束；⑤在该小孔(3)前放置半透半反射镜(4)，透过半透半反射镜(4)的光束为T光束，经半透半反射镜(4)反射并与T光束垂直的那部分为R光束，在T光束前方2～3米处，放置一个纸屏(9)并在其微光束T的位置处标上十字叉丝；在R光束前方2～3米处，也放一个带十字叉丝的纸屏(10)，并使十字叉丝的高度和纸屏(9)上的十字叉丝的高度一致，调节半透半反射镜(4)，使R光束对准纸屏(10)的十字叉丝中央；⑥沿着R光束前进的方向，放置全反镜(6)，调节全反镜(6)，使R光束被反射到纸屏(9)的十字叉丝中心，再左右转动全反镜(6)，使反射的R光束与T光束平行；⑦在T光束前进方向置一全反镜(5)，调节全反镜(5)使光束T经过反射后落在纸屏(10)的十字叉丝中心，再左右转动全反镜(5)，使T光束与半透半反镜(4)反射出来的R光束平行；⑧在R光束与T光束垂直相交的位置放上半透半反射镜(7)，调节半透半反镜(7)，使T光束与R光束在显示屏(8)上重合。⑨重复调节以上第③--⑧步骤，可使T束和R束分别在近场和远场精确重合，从而获得零级干涉。
全文摘要
一种马赫－陈德尔干涉仪的快速调整方法，主要是采用微束准直调整方法，该方法具有简便、快速又准确的优点。
文档编号G01B9/02GK1448690SQ0311683
公开日2003年10月15日 申请日期2003年5月9日 优先权日2003年5月9日
发明者高鸿奕, 陈建文, 谢红兰, 徐至展 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所