透射转镜式干涉仪的调整经验

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Wadsworth于20世纪90年代提出了透射转镜式干涉仪，如图1所示，用转动代替直线运动来实现光程差的改变。它可以克服直 线运动型干 涉仪动镜的不 足 ，实现快速的测量，转镜高速转动时的惯量，使它具有良好的抗干扰性 。它能够在大范 围内改变光程差，这样就可以使得复原光谱的分辨率很高 。但 由于转镜式干涉仪 的光程差变化是非线性的 ，所以在后续的 处理 环节需要进行非线性的补偿来消除影 响(图1)。

1 透射转镜式干涉仪调整透射转镜式干涉仪 的调整分 为四个部分调整，首先是分束镜的调整 ，其次是定镜I和定镜2的调整 ，再次是定镜 3和动镜4的调整，最后是转镜的调整。由于转镜的位置通过高精 密机 械加 工以及精密主轴共同确定 ，对于它的调整就相对简单-点 ∮下来介绍其他三 种调 整环节 。

1.1分束镜的调整分束镜是 把- 路光分成两路 相干光的器件，由图1可以看出它的位 置影 响两路光是 否垂直 ，而整个 系统要求这两 路光是垂直的 ，所以分束镜的调整就尤为重要 。在我们的调整过程中，采取标靶定位的方法来调整分束镜的。通过激光器与标靶来确定分束镜的位 置，当激光光点打在 标靶上对应的理论位 置时就确定 了分束 镜的位置 。

这里采 用多个激光点或是 -宽束激光 ，这样可 以 对分 束镜分 束面 整体 位置 进行确定 。

1.2定镜 1和定镜 2的调整定镜 1和定镜2的调整方法类似分束镜的调 整方法 。利 用激 光和标靶确 定反射镜的位 置 ，实现光 路入射 和出射光 线夹 角成90度 ，并且 反射镜镜面与分束镜 分束面平行 ，为下- 步的调整做准 备。

1.3定镜 3和动镜4的调整在分 束镜 、定镜 1和定 镜2位置调整好的情况下 ，接下来调整定镜3和动镜4。对于定镜3和动镜4的调整可以参考对迈克尔逊干涉仪 的调 整来进 行调 整。但是在透射转镜干涉仪 中 ，这两个镜子 的调整要求又比迈克尔逊干 涉仪高 ，定镜3和动 镜4使两路光按原路返 回的前提 下 ，又要使两路光的光程几乎 -样 ，这样才 能使 转镜与光路成45度位 置(光路 的对称位 置)光程也近似相等 。

在-般 的教科书上 对于迈克尔逊 干涉仪的状态只是简单的介绍了两种，-种是干涉直条纹 ，-种是干涉 圆条纹 ，但是在调整 中会 出现椭 圆形和 双 曲线干 涉条纹。参考关于 迈克 尔逊干涉 仪调整的 -些 文章 ，清楚的 了解 了屏幕上的干涉图与调整的状态之 间的关系。例如《迈克尔逊干涉仪用激光 照明仍需补偿板 论文 ，论述了关于迈克动镜 4图1 透射转镜式干涉仪结构示意图68 科技资讯 SCIENCE＆ TECHNOLOGY INFORMATION定镜 3尔逊干涉仪的干涉 图与不同光程差 之间的关系。当所有镜子都调 整好时 ，动镜移 动使光程 差从零- 点-点增 大时 ，干涉 图的变化情 况是这样 的 ：光程差 为零 时是竖直椭圆；随着光程差的变大，由椭 圆变成是竖直的直 条纹 ；光程差进-步增大，出现的是双曲线 ；光程差再接着 变大时成水平 的直条纹；继续增大时成水平椭 圆；光程差越来越大，最终趋近于 圆。

在 了解调 整定镜3和动镜4中会 出现的干涉图样之后 ，对定镜3进行左右偏摆和上下俯仰的调整 ，对动镜4也进行左右偏摆 、上下俯仰使观察 屏上 出现干涉 条纹 。根据干涉 条纹的 干涉 信息 和 出现干 涉条 纹对比 ，找 出现在的 位置与理想 的零 光程 差的位置的对应关系 ，再通过调整动镜4的前后位置来调整光程 差 ，使干涉 条纹慢 慢的 变成竖直的椭圆，光程差也就慢慢接近零了，整体的调整也就基本结束 。

2 调整经验教训1分束镜的分 束面位 置非常 重要 ，它的位 置影 响到之 后要 调 整的所 有镜 片 的位置，对预期的效果产生很大影 响。对于迈克尔逊干涉仪的干涉现象普通教科书里面只提 到了等倾圆条纹 和等厚直条纹 现象 ，没有对其他干涉条纹 进行介绍 ，需 要搜集其他资料 了解更详细的干涉条纹条纹 信息 。

3 结语通过实际调整透射转镜式干涉仪 各镜片，对调整环节得出-些方法和经验 ，希望能够对其它应用该仪器的实验人员有-定的帮助 。