剪切干涉仪的使用方法

【大恒学院】剪切干涉仪的使用方法

♦ 剪切干涉仪简介

剪切干涉仪用于对入射激光束的准直度进行定性判断，可以辅助准直透镜快速对准。剪切干涉仪由一个主体底座（含一块安装好的散射观察屏）和一块可替换的剪切板组成（如图1所示），剪切板内包含指定厚度和楔角的光楔，匹配不同光束的检测与观察。

图1 剪切干涉仪组件构成

♦ 剪切干涉仪的安装

底座与剪切板各嵌有两个磁片，并分别打有白色圆点标记。使用时，请将剪切板的白点朝外，并与底座上的白点对应放置，如图2所示。此时剪切板与底座上的两组磁片恰好会对应吸附，剪切板安装方向正确。安装好的剪切板在底座中应无晃动，贴合紧密。

图2 剪切干涉仪安装示意图

剪切干涉仪在光路中可根据观察者或者光路的实际情况，选择不同的安装方式，使反射光的方向（竖直向上/水平左右）朝向便于观察的位置，安装比较灵活，如下图3所示。

图3 剪切干涉仪不同安装方向示意图

♦ 剪切干涉仪光路搭建

图4 剪切干涉仪光路示例

◊ 搭建步骤：

1、如图4所示，将激光器（4）安装在平台上，固定平稳。

2、加入扩束镜（3），使其与激光器出射光束同轴。该光路中加入扩束镜的目的是用于演示光束发散角发生变化时，干涉仪观察屏上会观测到不同现象。实际用户在测试时无需加入扩束镜进行扩束（扩束镜会压缩被测光束的发散角，造成测试偏差）。

3、加入可变光阑（2），用于限制口径较大的光斑，减少到达干涉仪上的杂光。用户可根据实际情况进行搭建，不加光阑亦不影响光路测试。

4、加入剪切干涉仪（1），应注意入射光应垂直穿过干涉仪的通光孔中心，如果入射光束倾斜入射，如下图5所示，将会影响观察屏上干涉条纹的倾斜程度，从而引起判断误差。在调试光路时应确保从剪切板上反射的光斑应位于毛玻璃观察屏的中心位置。

图5 反射光路光斑位置示意图

♦ 光斑判读

完成上述光路搭建以后，将在毛玻璃观察屏上观测到不同形状的光斑，其条纹倾斜的方向反映了入射光束的发散特性。可根据图6进行初步判断。

 图6 光束发散特性示意图

条纹与毛玻璃屏上刻线平行时，表明入射光基本准直，如中间图样所示。当条纹倾斜时，光束为发散或汇聚（倾斜方向不同），条纹倾斜得越厉害，表面入射光发散或汇聚程度越严重。

♦ 剪切干涉仪的选型

GCO-0502系列中不同型号的剪切干涉仪用于匹配不同光斑直径的被测光束，如果需要测量多种光束，可以单独替换剪切板。剪切干涉仪与剪切板的型号与光束光斑直径的匹配关系如下表：

当光束直径小于对应适用范围，会导致条纹较少甚至两反射光束已无干涉区域，此时无法在毛玻璃观察屏上观察到干涉条纹；当光束直径大于对应适用范围，条纹会过于密集，不方便观察。

不同型号的剪切干涉仪对应产生不同的光程差，在使用时要使光源的相干长度大于该型号产生的光程差，以保证两光束可产生干涉，出现干涉条纹。

♦ 观察配件

由于较小尺寸的被测光束经过剪切板后对应的干涉条纹图案较小，条纹较密集，肉眼不易直接观察。GCO-0502VA-光束观察配件可用于放大观察小直径光束尺寸的干涉条纹，便于清晰观察光束是否准直。‍‍

使用时替换原有带散射观察屏的转接板，将观察配件安装在剪切干涉仪上进行使用。观察配件是由带光学件的镜筒和转接板组成，二者通过SM1螺纹进行组装固定，可通过带SM1螺纹的转接板自由适配其他SM1螺纹的组件。