백색광 마이켈슨 간섭계의 이해와 굴절률 측정에의 응용

Title
백색광 마이켈슨 간섭계의 이해와 굴절률 측정에의 응용
Authors
안지호
Keywords
백색광마이켈슨간섭계의이해와굴절률측정에의응용
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
A way to understand the operating principle of a Michelson interferometers based on the concept of the Young's double slit interferometer, superposition of waves, and triangular mathematics in a high-school level has been investigated, and an application method of the interferometer technology for measuring refractive index of an optical flat sample has been also demonstrated. The theoretical derivation of the Michelson interferometer's principle and its application processes have been studied in details. A white light interferometric method based on the Michelson interferometer has been used to measure spectral profiles of the absolute phase refractive index of optical flat samples over a broadband wavelength range in the visible wavelength. The phase change of the interference fringes during the sample rotation located in one of the interferometer arms is used to determine the refractive index profile without any reference standard. However, the accuracy of this measurement method depends on precision of the rotation angle and the sample thickness. The wavelength coverage of the measurable index profile is also dependent on the bandwidth of the white light source. In this research a flat soda lime glass plate were tested for the measurement of the spectral refractive index profile over a wavelength range from 500 nm to 780 nm, and the measured refractive index of the glass sample was compared with the standard value provided by an internationally well-known standard research institute (NIST). The relative difference of our measured values from those standard values was within 0.08 %. This difference may be resulted from uncertainty of the angle measurement of our rotation stage and of the thickness measurement of our sample. Further improvement may be achievable with accurate angle and thickness measurements.
Description
그림 목차 ⅱ 표 목차 ⅲ 국문 요약 ⅳ 영문 요약 ⅴ 제 1 장 서론 1 제 2 장 본론 3 2-1. 마이켈슨 간섭계 이론의 이해 3 2-2. 회전에 따른 광경로 변화 및 굴절률 계산 이론 11 2-3. 실험 장치 및 데이터 수집 과정 15 2-4. 데이터 측정 결과 및 분석 18 2-5. 실험 결과 23 2-6. 오차 분석 및 개선점 24 제 3 장 결론 26 참고문헌 27 부록1. 광간섭계 이론 29 부록2. 시간평균 33 그림 목차 [그림 1] 파동의 표시 [그림 2] 파동의 이동과 위상 차이 [그림 3] 파동의 중첩 [그림 4] 이중 슬릿에 의한 빛의 간섭 [그림 5] 마이켈슨 간섭계 구도 [그림 6] (a) 이중 슬릿 간섭계와 (b) 마이켈슨 간섭계의 비교 [그림 7] 백색광원을 이용한 마이켈슨 간섭계 [그림 8] 평행판 모양의 측정 시료를 삽입한 마이켈슨 간섭계 구도 [그림 9] 각도 θ로 회전된 평판형 샘플 내에서의 광경로 길이 [그림 10] 실험에 사용된 마이켈슨 간섭계 구도 [그림 11] 샘플과 광경로가 이루는 각이 수직일 때 측정된 간섭무늬 [그림 12] 샘플을 20도 회전했을 때 얻어진 간섭무늬 [그림 13] [그림 11]에서 측정된 데이터를 푸리에 필터링 한 결과 [그림 14] [그림 12]에서 측정된 데이터를 푸리에 필터링 한 결과 [그림 15] [그림 13]의 푸리에 필터링을 한 데이터의 정규화된 결과 [그림 16] [그림14]의 푸리에 필터링한 데이터의 정규화 결과 [그림 17] 샘플과 광경로가 이루는 각이 수직일 때 위상차 그래프 [그림 18] 샘플과 광경로가 이루는 각이 20도일 때 위상차 그래프 [그림 19] 이론값과 실험측정값 굴절률 비교 그래프 [그림 20] sinc 함수의 그래프; 변수가 증가함에 따라 함수는 0으로 수렴한다. 표 목차 [표 1] 백색광을 이용한 굴절률 측정치와 이론치 비교 [표 2] 굴절률 측정치의 오차 유발 요인 분석
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22115
Appears in Collections:
College of Education(사범대학) > Graduate School of Education (교육대학원) > Theses(교육대학원 석박사 학위논문)
Files in This Item:
23164.pdfDownload

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Browse