干涉仪和棱镜摄谱仪的常见故障及修理方法.pdf

第32卷第4期
光学仪器
2010年8月
OPTICAL INSTRUMENTS
August, 2010
文章编号:1005-5630(2010)04-0075-05
千涉仪和棱镜摄谐仪的常见故障及修理方法
万应发
(黄石理工学院高等职业技术学院,溯北黄石435000
摘要:为了延长光学仪器的使用寿命,保证学生光学实验的正常进行,必须对实验宣现有的光学
仪器进行科学保养和维修。迈克尔逊干涉仪和小型棱镜语仪是两种精密的物理光学仪器。试
图对这两种仪器的工作原理和常见故障现象,产生故障的原因及排除方法进行仔细深入的分
析、探讨。文中修理方法是笔者多年修理经验的总结
关键词:常见故障;故障原因;检修方法;光学仪器
中图分类号:TH744文献标识码:Adoi:10.3969/iisa_1005-5630.2010.04.017
The common failures and repairing methods of
interferometer and prism spectrograph
WAN Yingfa
( olee of iger Vat Tehnol, Huangshi Institute of Technology, Huangshi 435000, China)
Abstract: In order to prolong the service life and ensure that the students optical experiments
can be normally carried out, the optical instruments in existence must be scientifically
maintained and repaired. Michelson interferometer and small prism spectrograph are two kinds
of precise physical optical instruments. This article attempts to analyse and discuss the
working principles, common failure phenomena, the causes and eliminating methods. The
repairing method in the essay is the summary of the writers repairing experience.
Key words: common failures; causes of failures; repairing methods; optical instruments
引喜
光学是一门古老而年轻的科学,近十几年来有了很大的发展。为了反映现代科学的进展,光学教材
中引入了激光、全息、导光纤维、空间滤波、计算机仿真和计算机辅助光学实验等新的实验内容,实验设备
也在逐步更新。但这不等于实验室所用的仪器现代化及自动化程度越高越好,高度自动化的仪器可能把
做实验变成了按电钮,十分复杂或高精尖的仪器,学生很难在短时间内掌握,因而不可能让他们动手调
试,这样对发挥学生的主观能动性和培养学生的动手能力是不利的。反之,实验中使用一些传统的、成熟
的及结构相对简单的仪器,学生可以反复试验,可以根据需要适当改变实验条件和实验装置,这对培养学
生的物理思想和动手能力比较有利。如迈克尔逊干涉仪可以用于演示和观察光的等倾和等厚干涉现象,
测定单色光波长,观察多東光的干涉现象,观察白光的干涉现象リ。小型祾镜摄谱仪能摄谱和看谱及作
简单的单色光计使用。为了延长光学仪器的使用寿命,保证光学实验的正常进行,必须对光学仪器进行
收稿日期:2009-1208
作者简介:万应发(1963),男,湖北大治人,副教授,主要从事物理学科相关课程的教学、实验及研究
万方数据
光学仪器
第32卷
科学保养和维修。迈克尔逊干涉仪和小型棱镜谱仪是实验室的光学仪器。现试图对这两种仪器的工作
原理和常见故障,产生故障的原因及排除方法进行分析、探讨。
1迈克尔逊干涉仪常见故障及检修方法
1.1仪器说明及原理
迈克尔逊干涉仪的结构如图1所示?。M和M2是在相互垂直的两臂上放置的两个平面反射镜,其
背面各有三个调节螺丝,用来调节镜面的方位,M2是固定的参考镜,M由精密丝杆控制可沿臂轴前后移
动,在两臂相交处有一平行平面玻璃板G1,G1与两臂轴各成45°角,G1的第二面涂以半透半反的银膜,可
使入射光分成光强相等的两東光,所以G称为分光板。在G1和M2之间的臂上放置一块与Gn同样厚的
同样材料的平行平面玻璃板G2,G2与G1平行,它起补偿光路的作用,称为补偿板。迈克尔逊干涉仪的光
路原理如图2所示?,从扩散光源S发出的一東光射到分光板G1上,反射膜将光東一分为二,一半为反射
光1,另一半为透射光2,因为G1和全反射镜M1、M2均成45°角,所以两束光均垂直射到M1和M2上,经反
射后再回到G1的半反射膜上,最后到E处。显然两束光1和2是相干光,在E处可观察到干涉图样。补
偿板G2的作用是保证两束光1和2在在玻璃中的光程完全相同
毛玻璃屏
读数窗
G2 M2
导轨
C
图1迈克尔逊干涉仪的结构
图2迈克尔逊干涉仪的光路原理
Fig. I Michelson interferometer structure
Fig 2 Michelson interferometer optical path principle
干涉仪是凭借光的干涉原理以测量长度或长度变化的精密光学仪器,实验室最常用的是迈克尔逊干
涉仪,它的常见故障如下。
1,2故障1:干涉环不圆心
产生此现象的原因有三点:(1)分光板膜层面反向。(2)两组出射光瞳错位。(3)分光板、补偿板、移
动镜及参考镜有应压力。
检修方法如下
(1)分光板膜层的安装应是入射光的第二面,如装在第一面调出的等倾干涉圆环是直的椭圆干涉环,
可旋松分光板的三只宽大的螺钉。取出分光板,反过180°重新装入金属框内,把三只宽头螺钉旋到原来
的压紧力。
2)调节有关部件,使两组出射光重合。
3)分光板,补偿板的宽头螺钉,移动镜及參考镜的调节滚花螺钉压紧力过大,使各镜片逐步变形产
生等倾干涉圆环不规则,适当放松过紧的螺钉即可消除。
1.3故障2:读数空位大于0,03mm
产生此故障的原因是传动螺母和丝杆的配合间隙大和拖体下面的顶块间隙偏大及档板与导轨配合
过松
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