基于激光全息法和泰伯效应的光学晶格制作与精确测量实验教学

摘要

多光束全息干涉法在二维、三维光学晶格微结构的制作方面具有大面积、高效灵活、干涉图样多样化等优点,结合激光全息法和实时显示技术设计新型全息实验,用于近代物理实验教学.讨论了激光全息法产生微结构的基本原理和光束配置,在实验中利用CMOS传感器对微结构成像进行实时显示.为克服常规方法难以对观测图样进行准确测量的不足,提出一种新型的基于泰伯效应的标定法来精确测量晶格常数,以同一实验环境产生的已知光栅自成像作为参考,通过标定法得到实验产生的光学微结构的晶格常数,与理论计算非常符合,该方法可推广用于测量更复杂的微结构尺寸.实验无需曝光和显影等步骤,具有形象、方便、高效等优点,实验教学成本低廉.