劈尖干涉测量激光波长的尝试

劈尖干涉测量激光波长的尝试林博;徐鹏;何锡凯;林上金;胡澄【摘要】Basedontheprincipleofthesplittingofthewedge,thelaserbeamexpanderisusedtoformapointlightsource,andthenbytheparallellighttube,isusedtoformwedgeinterference,andthedistancebetweentwoadjacentlevelsismeasuredbyreadingmicroscope,tomeasurethedeterminationofsemiconductorlaserwavelength.Thismethodissimpleandpractical,hasthehighaccuracyofmeasurement.%依据劈尖干涉原理，采用扩束镜把半导体激光扩束成点光源，再通过平行光管变成平行光后形成劈尖干涉，利用读数显微镜测量相邻两级干涉条纹间距，进而测定半导体激光的波长。这种方法操作简单实用，具有较高的测量精度。【期刊名称】《大学物理实验》【年(卷)，期】2015(000)006【总页数】3页(P31-33)【关键词】劈尖干涉;半导体激光;波长【作者】林博;徐鹏;何锡凯;林上金湖澄【作者单位】解放军理工大学，江苏南京211101;解放军理工大学，江苏南京211101;解放军理工大学，江苏南京211101;解放军理工大学，江苏南京211101;解放军理工大学，江苏南京211101【正文语种】中文随着激光技术的发展,激光已应用于现代生活的诸多方面，特别是可调谐激光器的使用，激光测距机、目标指示器、激光驾束制导武器、激光雷达等威胁源的光波长范围迅速增大,波段越来越宽，激光在军事上的应用范围也不断扩大［1-5］。建立一种快速、准确、有效的测量技术来识别入射激光波长至关重要［6］。杨秀芳［7］等设计了一种基于Fabry-Perot干涉波长测量仪，可对半导体激光的波长精确测量，但干涉法的远场测量设备结构过于复杂。实验室常利用光谱仪和迈克耳逊干涉仪等测量激光波长,可以很精确地得到其波长值。但是，通过劈尖干涉来测量半导体激光波长的报道却不多见。文章中依据劈尖干涉原理，采用扩束镜把半导体激光扩束成点光源，再通过平行光管变成平行光后形成劈尖干涉，利用读数显微镜测量干涉条纹的位置，实现了半导体激光波长的测量。劈尖干涉法通常是通过测量单位长度(例如1mm)的暗条纹数N0及两玻璃板交线至薄片间的距离L求出细丝的直径或薄片的厚度;笔者通过测量相邻两级干涉条纹间距，并应用逐差法处理数据，进而求得半导体激光波长，有效提高了测量精度。实验装置由激光器、扩束镜、平行光管、读数显微镜和劈尖组成，如图1所示。扩束镜把半导体激光扩束成点光源,再通过平行光管变成平行光，经读数显微镜的45°反射镜后照射劈尖形成等厚干涉。在两玻璃板一端插直径为e的细丝构成劈尖，当激光垂直照射时，在劈尖薄膜上下两表面反射的两束光发生干涉图2(a),其干涉条纹是一簇和两玻璃板交线平行且间隔相等的直条纹，如图2(b)。由相干条件得：其中,e为细丝的直径，入为入射光的波长,N为零级暗条纹(两玻璃板交线)至细丝间暗条纹总数。L为两玻璃板交线至细丝间的距离,如果相邻两级暗条纹间距为Al,则,于是(1)式变为实验采用测量入=5893A。的钠光相邻两级暗条纹间距公1,再通过测量半导体激光相邻两级暗条纹间距公2,得到半导体激光的波长。2.1钠光条纹间距△11测量钠光各级干涉条纹位置测量值如表1所示，其中kli为干涉条纹级数,l1i为各级暗条纹左侧位置。根据表1.数据计算钠光相邻两级暗条纹间距AI1:EAI1=±0.26%•••AI1的测量结果为2.2半导体激光条纹间距公2测量半导体激光各级干涉条纹位置测量值如表2所示，其中k2i为干涉条纹级数,I2i为各级暗条纹左侧位置。根据表2数据计算半导体激光相邻两级暗条纹间距AI2:•••AI2的测量结果为2.3半导体激光波长测量结果根据钠光波长入1=5893A及相邻两级暗条纹间距公1的测量结果，半导体激光相邻两级暗条纹间距公2的测量结果，计算半导体激光的波长入2。即:入2=(650±2)nm;E入2=±0.3%从测量结果看，半导体激光波长测量值的相对不确定度仅为0.3%,测量结果是可靠的。表明这种测量方法是可行的。【相关文献】HardenK.,OverviewofEIectro-opticsCountermeasures[J].InternationaIDefenseReview,1995(2):39.安毓英.战术激光武器威胁及技术剖析[J].应用光学,1994(5):5.[3]付伟.军用激光技术的发展现状[J].电光与控制，1996(1):23.[5]刘诗然，李哲贤,林上金，等.利用光栅测半导体激光波长[J].大学物理实验,2013(6):18-20.郭山河，田云霞,王志军，等.半导体激光光源光学性能的探讨[J].大学物理实验,2012(2):31-33.武树斌，李春，冯