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上一主题:征求意见 下一主题:光的困惑(十九)
[楼主]  [31楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/08/22 14:48 

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[楼主]  [32楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/09/01 14:27 

  发现干涉光路还有一种光斑噪声,表现为区域亮斑亮度变化或者小光斑快速水平移动,非常清楚,直接可见。
  使用普通半导体激光器,区域亮斑亮度变化这种现象有时有有时无,我也没有在意。后来为了降低光斑噪声,使用光纤耦合半导体激光器,却发现小光斑快速水平跳动,让我感到茫然。经过分析,我最后认定是由平板分光镜重影干涉产生。普通的分光片,我问过卖家,另一面是否有增透膜,回答是有增透膜。拿它当镜子,看看是否有重影,也没有发现重影。那么分光片又是如何产生重影干涉的呢?
  增透膜,包括分光片的增透膜,通常是按绿光来设计的。碰到红光时,增透效果会降低,反射效果会增强。红光斜射通过增透膜,反射效果更加明显。由于半导体激光器波长变化,导致分光片重影干涉斑纹水平移动。
  找到了现象原因,那么解决问题的办法也就有了。专业的处理办法是采用立方体分光镜,能够消除平板分光镜的重影,也就消除了重影干涉光斑漂移。如果不想使用立方体分光镜,那么减少光束在分光片上的斜射角度也是一个办法。
 [33楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2014/09/02 22:00 

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 [34楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2014/09/02 22:00 

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[楼主]  [35楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/09/08 17:13 

   减少斜射角度能够降低重影影响程度,但由于增透膜工作波长蓝移,红光重影无法满意消除。反射膜、分光膜有宽带的,增透膜都是窄带的。所以分光片也是窄带的,干涉光路根据需要选择相应工作波长的分光片。红外分光片不是民用产品,价格稍贵。

  Sagnac 光路有环路光程差自动精确归零的特性,所以一直来认为,做 Sagnac 光路比做 Miclelson 光路容易得多。实际操作起来,本课题做好 Sagnac 光路,几乎与做好 Michelson 光路一样的困难。光学实验,精密度要求高了,都会碰到许多困难需要想办法解决。

  历史上,相对于 Michelson 实验,Sagnac 实验出现较晚。通常后来的实验,技术要求更高,需要新的实验方法、新的技术支持或者经济代价。做个 Sagnac 光路演示一下干涉现象,确实是很容易的。但是要转动光路演示干涉条纹移动,是不容易的。百度上没有查到原始 Sagnac 实验的资料。估计需要 2 m 见方的光路,能够直观感应平台的转动。

  现代科技好事多磨。100 年前,人们也用分光镜,我估计没有重影干扰问题。要不,那些光学是没有办法做的。我估计,过去的分光镜是厚玻璃做的,重影与主像分离。现在,分光片都很薄,重影无法分离。要消除重影,要么使用特定波长的分光片,要么使用立方体分光镜。

  下面是为磁场影响光速实验设计的一种 Sagnac 光路形式。 

  这是长条形 Sagnac 光路。各镜要求垂直平台,磨制垂直度,由于没有掌握方法,做了很多磨洋工的活。后来发现新的调整方法可以降低这一垂直度要求。这个方法是,A 反射镜与 B 分光镜之间选择几片厚玻璃,靠紧后做成固定的平行镜片组,当然镜片要高于支架玻璃片。C 、D 反射镜靠在一个直角三棱镜的两直角边,细心调整其垂直度可以获得足够水平干涉条斑,然后 C、D 反射镜也做成固定的镜片组。这样,镜片组意外移动以后,光路容易调整恢复。 

[楼主]  [36楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/09/09 13:32 

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 [37楼]  作者:lgw0109  发表时间: 2014/09/09 15:46 

香港新世纪文化出版社出版的《光热本质新论》否定了自然界中存在电场、磁场和引力场。
[楼主]  [38楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/09/28 06:29 

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[楼主]  [39楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/10/03 14:49 

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 [40楼]  作者:马国梁  发表时间: 2014/10/03 19:36 

羊先生辛苦了,还望继续努力改进。
[楼主]  [41楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/10/11 13:34 

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 [42楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2014/10/11 15:52 

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[楼主]  [43楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/10/11 17:46 

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[楼主]  [44楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/10/12 13:13 

  今天上午的试验证实了事先的分析判断,确实是分光片重影干涉制造了一种光斑噪声。将分光片更换成立方体分光镜以后,差分光电流稳定性有了很大的提高。现在光纤耦合激光器输出功率 30 mW ,光斑功率大约 15 mW ,差分光电流波动 < 0.5 μA 。这个波动电流与信号数量接近。如果加上磁场,会有一个初步的结果。要获得更加有说服力的结果,需要进一步减少波动,提高稳定性。
[楼主]  [45楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/10/13 07:20 

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 [46楼]  作者:否定相对论  发表时间: 2014/10/14 08:54 

磁场无法影响光速,影响光速的只有介质的密度。楼主恐怕跟其他人一样,连光在不同介质中的的速度也没搞明白吧?
[楼主]  [47楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/10/14 13:51 

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[楼主]  [48楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/10/16 11:08 

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 [49楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2014/10/16 22:18 

费了不少力,可惜原理上不清楚,我认为成功的把握不大,基本属于练习。下一步还是做旋光实验吧,这个还是比较靠谱的。

※※※※※※
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。
[楼主]  [50楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/10/17 09:42 

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 [51楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2014/10/17 20:09 

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[楼主]  [52楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/10/24 00:26 

  上面改进的分光原理图画得不详细。实际是使用两个很细的柱面透镜,有聚焦和散光过程,使进入光电管的光斑更加适合光电管感光区。

  如果愿意购买 4 个光电管集中在一起的那种称为“四象限探测器”的光电管,根本不需要这种光学分光方式。

 

  很遗憾,尽管这种四象限探测器联同电路集成应用很广,比如太阳能跟踪,机床,但是批量生产的价格却也并不便宜。

  改进后的试验 Sagnac 光路,进行了测试。可能是光路效率提高,进入光电管的光更多了,差分电流波动有所增加。昨天晚上,为了进一步减少空气流动对光束的影响,让回路光束在两根小管子中来回传播。发现没有干涉的时候,差分光电流非常稳定,有干涉的时候,差分光电流依然不稳定。这说明,差分光电流波动已经不是光束方向漂移的问题了。这里还有新的干扰因素。那么这新的干扰因素又是什么呢?
  其实,这也不是什么新的问题。理论上早就知道,激光器波长变化影响肯定存在的。只是,其他干扰因素还没有解决,没有走到解决这个问题这一步。为了减少激光器被流动空气干扰,激光器不再放在系统外面。到此为止,容易做的事情全部都做了,但是光电流依然不能稳定在一个数值上。

  也有新的发现,这次发现有三个光电流均布稳态,中间稳态稳定的时间较多较长。猜测这种现象是激光器波长跳变。这个问题解决起来有点麻烦。
  对于不利的干扰因素,要么阻止它,要么想办法通过相互抵消的办法减少它,或者综合这两个办法,以获得更好的效果。比如流动空气干扰,我们采用隔离手段,分光镜重影,通过调整反射面方向让它离开主光束方向,这就是立方体分光镜方法。对于温度造成的漂移,通常采用抵消办法。
  Sagnac 光路侧向干涉光斑中心线是暗线。如果中心线是亮线,肯定是干涉点与分光点不重合。利用这一点也可以调出亮斑。我们喜欢亮斑,但是亮斑有一个问题,波长变化时,亮斑会移动。

  波长变化或跳动,干涉光斑也会移动或跳动,这是差分光电流不稳定和跳变的原因。如果能够调出如上图斑纹,中间是暗线,两边是亮线,那么两根亮线相向运动,变化对称,可以获得比较稳定的差分光电流。
  说是容易,但是就是不知怎么回事,始终调不出横纹光斑。最后没有办法,改用竖纹。然后,检测光路和光电管部件,全部拆掉重新做。忙了一整天,才重新做出系统。能想到的道理都按部就班恭敬伺候了,希望不再有魔鬼,也希望不是假的稳定。有时候,没有干涉会出现稳定假象;进入光电管的光量少,也会出现稳定假象。接上电源,测试显示,这一次也是,差分光电管电流非常稳定,希望不是假的。说是非常稳定,其实这个不稳定量还相当于信号量,0.5 μA ,但是曾经都是乱跳的数字,现在其本上都是最后一位数字在变化,看起来确实非常稳定了。但愿不是假象,而是真的做出了稳定的干涉光路。
  稳定试验结果,看来不是假的,因为这是在明确看到干涉光斑之下做的光电检测操作。另外,可以判断进入光电管的光数量也不少,这从调节检测分光镜片影响差分光电流非常灵敏这一点看得出来。诚然,中间是暗线,两边是亮线,这个光数量远没有中间亮线光数量多。进入光电管的光能量大约降低到了原来的 1/3 ,所以这个稳定表现也有假的因素在里面。扣除背景电流减少的假稳定因素,昨天的光电系统稳定性仅仅提高了 3 倍。当然,这 3 倍稳定性提高,也值得高兴,表明理论指导对于试验有很大的帮助,指出的不稳定原因和处理办法都是正确的和有效的。
  当然,这只是系列工作的一个开头,后面要做的工作依然很多。

[楼主]  [53楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/11/04 16:40 

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[楼主]  [54楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/11/14 08:47 

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 [55楼]  作者:否定相对论  发表时间: 2014/11/14 10:30 

我劝楼主不要浪费时间了!光是介质波,光速不是由磁场强度决定的,而是由强大的宇宙力场和介质的密度决定的,磁场强度再大也大不过宇宙力场,磁场强度再大也改变不了介质的密度。
[楼主]  [56楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/11/15 16:29 

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[楼主]  [57楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/11/30 20:23 

  虽然试验恢复了稳定,但是还是被稳定不能持久所干扰。这说明我所做的组件,还存在做得不好的地方。说起来,是简单的事情,把分光镜片夹牢能够固定把光电管线路板夹紧固定就是了。但做起来,就没有那个如意。
  光电部件,前几天也改用捆绑形式,意外地发现查分光电流非常稳定。但是稳定也没有获得持久。橡皮筋的问题,意料之中。橡皮这种材料受力情况下容易内伤,材料表面材料内部会产生内伤,主要表现为裂纹。既然偶然碰巧有稳定的情况出现,说明这种形式也是可行的,通过做好是能够稳定持久的。橡胶材料本身的缺陷,我们没有办法。我能够做的是改进形式,减少橡胶拉力变化的影响。也没有什么办法,想到哪里还可以改进,就花磨洋工的功夫吧它做得好一些。今天,差分光电流显示非常稳定,平台细微倾斜和转动的影响也很小,希望能够持久。
[楼主]  [58楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/12/07 08:37 

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 [59楼]  作者:马国梁  发表时间: 2014/12/07 11:41 

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[楼主]  [60楼]  作者:youngler  发表时间: 2014/12/23 19:13 

  确定是温度的问题,所以工作的方向是明确的。但是寻找简便而高效的隔离环境温度影响的办法,却并不如意。激光器需要散热,还需要一个稳定的周围温度。尝试过很多办法,发现局部隔离的效果总不是很好。于是,只有整个系统与外面进行温度隔离。室外温度和室内温度越来越低,室内温度空间不均匀分布加大,对于系统隔热保护的要求越来越高。现在隔热层的厚度超过 10 mm ,其中底板有双层隔热层。不通风的条件下,系统可以显示稳定,在通风的情况下,依然有波动。看来,如果系统想在通风条件也可以稳定工作,上面隔热层也需要双层。所谓双层隔热层,就是两层隔热层之间有一层储热层,玻璃也可以作为储热层材料。
  转动系统,发现有很大的波动。转动导致内部空气流动增加,导致散热条件变化,这是一种不利影响。还有一种影响与方位有关,不是原因是什么。如果是水平度影响是可以解决的。如果是地球磁场影响激光器本身造成的,这个事情麻烦就大了。

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