单片机驱动迈克尔干涉仪：自动测量激光波长与薄膜厚度

"基于单片机改造迈氏干涉仪自动测量微小长度[图]" 本文主要探讨了如何利用51单片机技术改造传统的迈克尔逊干涉仪，以实现微小长度（如He-Ne激光波长和透明薄膜厚度）的精确、快速和自动测量。改造的核心在于用单片机驱动步进电机来控制干涉仪的微调手轮，通过光电二极管检测干涉条纹的光强变化，并借助光电转换电路将这些变化转化为电信号，供单片机处理。 0引言部分指出，薄膜厚度的准确测量在实验中至关重要，而传统迈克尔逊干涉仪的测量方式存在人为误差和操作不便的问题。改造的目的是提高测量精度、速度和便利性，同时也为光学教学实验仪器的现代化提供了新思路。 在系统工作原理中，文章详细介绍了两个主要测量过程： 1.1激光波长测量：使用He-Ne激光，由步进电机驱动干涉仪的手轮，每次转动对应一定的光程差。光电二极管检测到的条纹变化转化为脉冲信号，单片机进行计数，然后计算波长（λ=2△d/N）。测量结果及相对误差在液晶屏上显示，实现自动化。 1.2薄膜厚度测量：利用白光的等厚干涉法。初始无薄膜时记录条纹，放入薄膜后通过电机移动镜子M1使条纹再现，结合薄膜折射率n，根据特定公式计算薄膜厚度。 2系统结构及硬件电路设计：系统在原有的迈克尔干涉仪基础上，增加了单片机控制模块、步进电机驱动电路、光电转换电路和液晶显示模块。这些模块共同协作，实现了光学测量的电子化和自动化。 改造后的迈克尔逊干涉仪在实验环境中表现出较高的测量效率和准确性，降低了人为误差，提高了精确度。这种技术融合了物理学和电子技术，为实验测量提供了一种新的解决方案，对于教学和科研都有积极的推动作用。