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我过去也注意到激光器具有偏振现象，但我们的实验不需要保偏。另外，很久以前，我发现经过半透镜以及两个三棱镜的反射后，偏振就被基本消除了，所以看不出我们的实验与偏振光有什么联系？
这几天我都在进行另一个光学实验，实验已经测量到光斑移动。由于实验是简单搭建的，所以总是认为有很多干扰在其中，然而在增加保温以及室内吊扇的均匀化温度措施后，结果依然不变，再增加电波屏蔽，一样不变。你前面提到地球磁场可能的干扰，因此今天早上就用大块的钕铁硼进行干扰，结果显示完全无任何影响，因此实验排除地磁的干扰。由于实验数据量还不足够大，因此会继续改变实验装置，提高信号的强度，以得到令人满意的结果。 ※※※※※※ 空间本无物理性质，具有以太的空间才有了局部静止系、惯性，运动才可以自身测量。 |
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一般的光路实验接触不到偏振影响。主要是，你们稀里糊涂的运气。普通半导体激光器恰好是偏振稳定的激光器。普通半导体激光器的主要问题是，波长容易变化。
偏振不可能消除了。只是通常不会影响到业余学者用普通半导体激光器做的光路实验。你的半透膜可能是银膜或者铬膜，这种膜偏振不敏感。如果做专业的光路，比如光纤光路，或者用到立方体分光镜，你会碰到偏振问题。 我不知道你在做什么实验。我总觉得专业知识都是需要的。一个缺乏专业知识的人，说做出来的实验，不管真的假的，都不会有人相信的。我之所以在论坛先介绍实验，道理就在于此。先让大家了解你的实验能力，才能相信你的实验结果。 光斑移动，很可能是激光器横模漂移，或者是激光器出来的光束方向漂移。 |
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中学生也可以做实验，并不会因为他们缺乏专业知识而影响到期实验结果，原因就是要看实验本身的知识要求，而不可一味的苛求。我做的实验本身没有多少技术难度，说出来大家也不会去质疑其中的技术问题，现在出现移动与方向具有严格的关系，因此不会是激光器本身的问题，这点我很清楚。只是因为过去也曾经得到与位置相关的变化，后来发现是转动平台不平才出现的问题，所以现在即便出现现象，也不敢乐观，我现在就是要把原来的光路扩大几倍，并做进一步实验，一旦这个变化可以被如此放大，就可以断定是真实的效应而非其它可能，但这又需要一些时间采购部分配件，另外最近还要做一个超导实验，也需要时间。 ※※※※※※ 空间本无物理性质，具有以太的空间才有了局部静止系、惯性，运动才可以自身测量。 |
| 激光器波长变化，你说是不是激光器问题？可以说不是，也可以说是。环境温度影响激光器，然后影响实验效果。与方向有关的因素，除了磁场还有温度梯度。你应该在不同的地方，不同时间进行试验。可能会发现原因所在。估计，不是新的发现。 |
| 程稳平说，“用多缝光栅频谱仪测单向光速差异量，我弟弟在 20 年前就提出来了，他当时正在大学读研究生，没条件搞。我当时在新光厂，没钱只能搞个鬼”。 |
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我已经说过，实验是一步步做的，开始什么也没有保护，发现结果，然后做保温，没有影响结果，再用吊扇均匀化室温，还是一样，可见我的室温本身没有足够的温差，这些措施就没有能够显示作用，因此可以确定与温度无关、与地球磁场无关、与电磁干扰无关。现在反倒是担心实验架子会不会在来回转动时用力相反，而导致微小的侧翻？毕竟其刚性不够，所以下一步实验要重做实验转台，完全克服这个纰漏。 ※※※※※※ 空间本无物理性质，具有以太的空间才有了局部静止系、惯性，运动才可以自身测量。 |
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前面在分析济南王建华老先生的思路时提到，地面系光束波阵面倾斜问题。但是，前面本课题的数理分析恰又疏忽了这一点。后来想到这个问题，所以实验方法因此做了一些改动，数学分析也做了重新计算。个人能力总是有限，不成熟的思考，错误夹杂其中，及时交流和完美论述无法兼顾，希望大家体谅。这些初步的思考过程，及时提供给有兴趣的朋友参考，希望能够起到抛砖引玉的作用。希望有更多的人们提供更好的实验方法和更好的数学分析。
衍射扩散角变动量计算 采用垂直入射工作方式。考虑入射光束沿东西方向情况，此时光栅板沿子午线方向。地心参考系下计算一级衍射扩散角 sin a = λ/ d 。由 →v + →c'= →c ，其中 →c' 是地面系光速，画出速度三角形，然后根据正弦定理得到， sin a'/ c = sin Δa / v ， 其中 a'= a + Δa ，是地面系下衍射扩散角。近似处理最后得到， Δa = vλ/ c d ， 这就是单束光衍射扩散角度影响量。光路旋转 180°，有 2Δa = 2 vλ/ c d 。 检测光路干涉条纹移动条数计算 检测光路由两束衍射光束进行干涉来检测。光路旋转 180°，两衍射光束夹角变化 4Δa 。干涉光斑最大光程差变化， α= ( D / 2 ) cos a 4Δa ， α= 2 vλD cos a / c d 。 边缘处干涉条纹移动条数， n = α/λ = 2 v D cos a / c d 。 设漂移系数 k = 2 v cos a / c d ，于是有， α= k D ，n = k D 。 由 2v/c = 2.66e-6，光栅栅距 d = 0.833μm ， He-Ne 激光器λ= 0.633μm ，cos a = 0.65 ，得到漂移系数， k = 2 v cos a / c d = 0.0021 ，单位 1/mm 。 选择光栅处光束宽度 D = 50 mm ，得到衍射线漂移量，n = k D = 0.1 条 。 根据游标卡尺道理，0.1 个光斑移动量，可以直接观察。 |
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本课题信号电流计算改进
借助于光电管检测衍射光束方向漂移，灵敏度高。光束无需另外设计扩散聚焦过程，光路比较简单也容易实现。综合考虑光束宽度和相干长度两个因素，信号电流大小可以按下面新的算式估计， i = ηP D L k / ( D + L ) 。 其中 L 为激光器相干长度，漂移系数 k = 2 v cos a / c d 。 现在由上面算式计算信号电流。假设光栅衍射效率 0.6 ，光束功率 4.8 mW ，光栅处光束宽度和相干长度 5 mm ，信号电流， i = 0.6 * 4.8 * 0.0021 * 5 * 5 / 10 = 0.0015 ，单位 mA ， 也就是 1.5μA 。这么大的信号电流，普通万用表就可以检测。 |
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本课题理论上有信号电流，i = ηP D L k / ( D + L ) 。前面计算过这个电流。后来经过核查，5 mm 光束尺寸下，这个信号电流应该是 0.015 mA 。当然这是理论计算。如果真的能够做到这个电流信号，指针式电表也可以检测。好一些的指针式电流表 or 指针式万用表，一个刻度是 0.01 mA 。
电流检测说起来是容易了，但是调整光路实现这个电流信号，难度大大增加了。只有让光斑亮线缩窄至只有 0.02 mm 宽度，理论上才能有 0.015 mA 信号电流。实现那个单棱镜的位置精度，另一束光的重合调整，都很困难了。如果光路调整上没有好的办法，笨办法要做到精细调整，达到理论上的信号电流数值，估计是不可能的。所以，0.015 mA 的信号电流，暂时还是一个理论计算信号电流数量。 这里贴图麻烦，需要了解后续思考的朋友可以到百度 理论物理 论坛找该话题，找不到可以到精品集找。 |
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本实验没有最初预想得那么容易。所以，原先的几个朋友现在都暂时放弃了这个实验课题。只有我总是面对困难，迎接挑战，在不断改进实验办法。 激光器看似一种稳定光源，其实是一种多方面不稳定的光源，波长、方向、偏振、功率都有可能不稳定。 目前认为，本课题实验不稳定，原因来自于激光束方向漂移和波长无规则漂移。波长有规则漂移是指环境温度影响。激光器芯片温度有一种无规则波动，它会导致激光波长无规则漂移。驱动电流也会有无规则漂移，尤其是我们使用的是低档的半导体激光器。它的驱动电路性能存在不稳定，表现为驱动电流无规则漂移。驱动电流漂移，不仅仅为影响激光器功率波动，也会影响到半导体折射率波动，最后构成激光波长漂移的一个因素。 为了消除激光器出来的光束方向无规则漂移，也为了同时消除波长无规则有规则漂移对观测的影响，实验需要做如下改进。不想展开介绍，有兴趣的朋友自己理解下面的光路图。没有兴趣的就只是看当事者是不是还在努力。 |
| 实际制作的光路与示意图相比有所变化，原理差不多，也是斜向入射方式。800 元的大光栅被我破坏成两个小光栅，很是可惜。由于思考得比较仔细，光路完全按照预想的路线走出来。没有什么意外情况发生。补偿片是代用的，与分光片厚度差 0.1 mm ，这个不对称不利于光束平衡调节。光束不容易对准光电管，对准以后，好像光斑也是比较稳定的。没有螺纹调节机构，两光束平衡调节平衡比较困难。差分光电流接近零，比较理想。偶然调出一处光束亮度平衡点。于是光路被搬上转台试验。随转台旋转，光电流跟着有变化，光电流波动幅度大于 0.1 微安，。但不能肯定这就是信号还因为未知干扰。希望，其他有兴趣的朋友重复试验进行核实。 |
| 总感觉信号电流不应该那么小，查找原因，才想起原来把光束聚焦到光电管上是一个错误。正确的聚焦应该是聚焦在挡板上，也就是示意图上那个单棱镜位置。于是重新调整了聚焦，继续试验。随着平台旋转，差分电流也随着波动。这次，光电流波动幅度接近 1.0 μA 。这个信号电流与理论计算还有很大的差距，估计应该是聚焦效果不好所致。聚焦效果不好，有两个可能原因。激光光谱宽度没有达到要求，衍射色散会影响聚焦效果。另外就是激光器方面查找原因。整个激光头卖价 20 元，激光头镜片，也就是几元钱 1 个。可以猜测它的聚焦性能自然好不到哪里去。聚焦可以改善的，通过购买好的半导体激光器，拆掉激光头自带的透镜和外设好的透镜，可以提高聚焦质量。不过单单改善聚焦效果，似乎也没有大的价值，因为改善聚焦不能改善信噪比。改善聚焦的同时，漂移也会被放大。所以，接下去的事情是如何减少漂移。如果主要是激光器的事情，应该购买带温度控制的光纤耦合激光器。 |
| 晚上的结果与下午的结果相反。看来，干扰比预想的大。寻找迹象比预想的要困难。看样子，温度梯度在什么地方影响了实验。 |
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终于动手了，不容易啊，尽管不看好这个实验，但还是支持你动手实验的精神！ ※※※※※※ 空间本无物理性质，具有以太的空间才有了局部静止系、惯性，运动才可以自身测量。 |
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零零星星采购零件，零件早也采购得差不多了。前个星期五，磨玻璃片，手都磨出了血，耽误了一些时间。伤口好了以后，接着继续磨，最近几天才把玻璃磨好。
我采用了尽可能多的抵抗温度不均匀的设计技术。这个设计思路是，对称零件尽量靠近。比如，两片光栅尽量靠近、两光电管紧靠在一起。所以昨天的试验，没有采用温度保护。看看没有温度保护措施会出现什么结果，有多少温度不均匀造成的漂移。当然，最后还是发现了温度不均匀造成的漂移。补偿片薄了 0.1 mm 也没有再次补偿。光束亮度不均匀也没有修正。所以输出结果有一些无规则漂移也在意料之中。昨天晚上的试验，电流波动方向相反，不过反相的波动程度较低。所以隐约地感觉信号迹象还是存在的。温度梯度那么迅速地影响试验，估计是关键部分的光路受到了空气温度梯度的影响。 |
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昨天晚上，发现玻璃片与平台接触太光滑，于是决定拆散光路，重新磨那些玻璃片。光路重新组装后，发现两束光水平面上的重合度没有原先理想。就这点小问题，很奇怪始终找不到原因，最后是加调整片解决。可能是有玻璃片之间夹杂碎屑，导致其中有一个光栅片与分光片之间不平行。等中午再仔细检查，到底是什么原因。
昨天晚上睡不着，断断续续接着做试验为这点小问题找原因。总感觉碰到了魔鬼捣鬼。高兴的是有一个有利发现，去掉补偿片以后发现聚焦更加清楚。光束在水平面上不重合，在亮度稍高那束光上加装厚玻璃调整片以后，光束亮度达到基本一致，且水平面上的重合度可以随意调整。 光路调整满意以后，接着转动平台，看看会是什么结果。没想到这次效果超乎理想的好，确实没有想过惊奇的效果来得那么快，那么突然。但愿这是信号，不再又是干扰。平台静止时，差分电流很稳定。差分电流接近零时，只有电表自身的微小量波动。这说明，光路漂移被对称设计很好地消除了。随平台转动，差分电流波动竟然达到 20μA ，超过了原先的理论估计。当然，超越的电流波动不一定就是干扰。理论计算时，采用的数据是比较折中的数据。有些实际指标可能好于这些这种数据。实际的相干长度，可能好于计算采用的 4 mm 。斜角入射，光栅上的光束宽度有提高。 也发现一个小问题，平台转动到某个角度，差分电流变化比较集中。其中原因查来查去也没有搞清楚。嫌疑焦点集中在旋转台，但是给平台用一点力测试影响，反应又似乎不明显。 |
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你还没有说明你的转动平台的是原理，是浮动，还是轴承？ ※※※※※※ 空间本无物理性质，具有以太的空间才有了局部静止系、惯性，运动才可以自身测量。 |
| 中午继续查找原因。经过观察，差分电流变化比较集中，找到了原因。与旋转台有关系，主要一个反射镜与平台接触问题。可能是清洁工作没有做好，接触面附有尘粒，尘粒顶在接触面中间。平台转动时，反射镜有一丝跷跷板现象。当然，这是根据现象所做的判断，根据反射光跳动所做的判断。清洁以后，重新安置反射镜。调整光路，差动电流跳动现象不存在了。差动电流变得很稳定，基本不随平台转动而变化。如果实验真的没有效果，现在想，实验原理哪个地方搞错了？ |
| 近期单位事太多，不是加班就是出差，但看到老羊的实验，还是高兴，虽没有时间多琢磨，还是从精神上鼓励一下，顶置！ |
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实验误差只能产生实验“效应”而不是0结果，一旦出现0结果，就不再需要分析误差原因。我之前确实很担心转动平台的问题，如果是浮动，最多就是晃动，不会出现方向感，现在看来问题确实在这里，我以前也遇到这样的问题，开始很激动，还公布实验结果，最后发现问题又出来纠正，给恶意者留下口舌。
这个实验没有结果的原因是这个频率变化不是在个个方向同样变化，而是与运动方向有关，导致波长变化，干涉条纹不变，我自己因为想研究放大宽度的条纹时才意识到，所以立即终止了这个实验，而转向过去未完成的构想。 ※※※※※※ 空间本无物理性质，具有以太的空间才有了局部静止系、惯性，运动才可以自身测量。 |
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不过现在有时间可以考虑重复我的实验，看看是不是温度或其它什么原因，很期待你的结果。 ※※※※※※ 空间本无物理性质，具有以太的空间才有了局部静止系、惯性，运动才可以自身测量。 |
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youngler先生：
可否将您[71楼]实验原理详细说明一下，电路组成、光路组成、实验原理、思路。怎么想的，怎么实现的，期望的结果是什么？大家好一起分析。 |
| 昨天晚上的回复还没有显示出来。几次稳定的实验获得的结论已经非常明确，是零结果。当然，面对这样的结果，理论方面也是可以解释的。合成光速改变的是衍射光束的波阵面，不改变光束方向，地面运动不影响光栅衍射光束扩散角度。 |
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很高兴，有朋友们对于这个实验比较感兴趣。我没有做浮台，所谓的旋转平台就是餐桌上的那个旋转台。简易的转台是有问题，但是简易的转台容易把简易光路的问题暴露，也是一种好事。
71 楼的光路，它的理论原理在 72 楼。地面系斜射光束，波阵面相对于传播方向不是垂直，而是倾斜的。由此认为这个倾斜波阵面能够影响衍射光束偏离原来的衍射方向。设计对称光路的目的是让激光器方向漂移影响在光电流上互相抵消，也让波长漂移影响在光电流上相互抵消。如此，倾斜波阵面影响衍射光束方向能够在差分光电流上显示。 光束方向变化，要在光电流上显示。需要一个方向参考点，或者说参考角度。即用一个固定的柱形东西遮住一部分光，让另一部分光进入光电管。这样，光电流变化能够反映光束方向变化或者平行移动。遮光的柱形东西，遮光边沿有直线度要求，垂直度要求，通常用单棱镜分光来代替遮光。单棱镜的棱直线度满足要求。这里只用一个单棱镜，是为了少用一个单棱镜。考虑光线不理想重合在棱处，需要一个调整片。考虑调整片调整，会附带影响亮度。考虑了在另一边也加一个调整片。亮度不一致，需要调整片，这里没有画上。 电路很简单，大家看不懂也是可能的。光电管可以看作恒流源，双光电管可以这样头尾连接使用，输出差分光电流。没有放大电路，用量程 200 μA 4 位半电流表直接显示。 实验的目的是寻找一种简单的方法检测地球的自转，同时验证光速的矢量合成。不过，有点遗憾。根据完善以后的几次试验观察，光路总可以调出稳定状态，却再也没有观察到原先设想的效应。现在，需要寻找经典波动思想对于这一现象的解释。 |
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我倒是很奇怪你的餐桌转台有如此稳定的效果，我以前用过转椅，结果出现严重问题，后来就一种使用浮动转台了。 ※※※※※※ 空间本无物理性质，具有以太的空间才有了局部静止系、惯性，运动才可以自身测量。 |
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杨红新曾经感叹那些光具座价格偏贵。他说我机械专业出身，如果有兴趣设计光学实验，在设计光具座方面有方便条件。
其实，我思考光学实验，一直不喜欢使用普通光具座。主要原因是，我一直来注重光路自身的稳定问题，感觉普通光具座刚性不好，必定导致光路稳定性差。即使要使用光具座，也应该是用管型光具座。我设计的光路，都是光学零件直接放在平台上。反射镜用斜面镀反射膜的三棱镜，淘宝上只有一间店铺有卖这样的反射镜。这次，一共磨了 7 根厚度 8 mm 的玻璃条，用了 6 根，这 6 根玻璃条起着光具座的作用。分光片夹在中间，外边靠着光栅。希望这样能够让分光片和光栅 3 个工作面保证平行度。但是实际上，还是没有做到理想平行。其中不平行的原因，至今还没有找到。由于关键部分光路只有 50 mm 尺度，受环境影响降低到最低限度。 如果光路自身是稳定的，平台轻微的倾斜按理影响是轻微的。根据我的试验情况，实际情况也符合理论推测。其实，100 年前的 Michelson 实验，也仅是 Michelson 本人的第一次试验，用过水银池浮台，后来都是机械转台。光学仪器需要适应环境，需要适应各种倾斜度，本来就是这样。 |
