分振幅干涉.ppt

* * 3.6 平行平板的干涉 为了获得较高的对比度，分波面干涉对于光源的尺寸和干涉孔径角有严格的限制。 这使得： 1.光源选择更加困难。 2.很难在干涉装置中引入被测量。 因此多数干涉仪器采用分振幅方法，优点在于： 1.可以使用扩展光源。 2.方便地引入被测量。 采用单色扩展光源时，杨氏干涉条纹的对比度： 对比度V不随考察点变化，我们把这种对比度不随考察点位置变化的干涉条纹称为非定域条纹。 而对于分振幅干涉，采用扩展光源时，条纹的对比度将随着考察点的位置而改变。这种对比度于考察点的位置有关的干涉条纹称为定域条纹。 对比度最大的观察面叫做定域面。 3.6.1 分振幅干涉条纹的定域性质 以平行平板为例， B A S SA SB M MA MB Π P 这样，点源M产生的两束反射光的干涉，可以看作是虚点源MA和MB发出的两个球面波的干涉。 干涉条纹是以M’为圆心的一系列同心圆。 B A S SA SB M MA MB Π P M‘ N‘ N NA NB 点源N所产生的干涉条纹是以N’为圆心的一系列同心圆。 光源上不同点产生的条纹彼此错开，条纹对比度下降。 令x=x0，则得到垂直x轴屏上的同心圆方程： 令D分别为m和m+1，可得相邻圆的半径之差（条纹间距）： 当屏与平行平板较近（x0较小）时，条纹间距较小。 而不同点源产生的干涉条纹彼此错开的距离等于点源之间的距离。那么当x0变化时，此间距不变。 因此，对于考察点P来说， x0较小时，相叠加的各组条纹干涉级差比较大，条纹对比度低。 反过来，当屏与平行平板较远（x0较大）时，条纹对比度高。 观察面位于无穷远时，各组圆环—〉完全重合，V不受光源影响，始终为1——理想定域面 进而，当屏与平行平板无穷远时，条纹间距无穷大，条纹完全重合，条纹对比度为1。 B A S SA SB M MA MB Π f 确定干涉条纹定域面的方法： 定域面是干涉条纹反衬度V最大的考察点的集合。 x，y 考虑干涉场中任意一点P，P处的强度是光源上各点在P点各自产生的干涉强度相叠加；由于光源上各点到P点的光程差不同，所以它们在P点的干涉级差就不同（干涉场中条纹彼此错开）。 因此，对比度大的那些点就是干涉级差比较小的那些点，即 取极小值的那些点。 下面介绍一种确定定域面的比较简单的近似方法。 即定域面由β=0决定。 理想定域面是所有对应零干涉孔径角观察点的集合 即同一入射线分出的两光线的交点是定域面上的点。 ξζ S 3.6.2 平行平板的等倾干涉 n 在不镀膜的情况下，只有Er1和Er2比较接近，可以产生对比度较高的双光束干涉条纹。 在镀高反膜的情况下，除Er1外，其余反射光和透射光强度比较接近，可以产生对比度较高的多光束干涉条纹。 此时定域面是理想定域面，所以可以使用扩展光源；定域面在无穷远处，在透镜的后焦面上观察条纹。 5.3×10-5 6.6×10-5 8.1×10-5 0.01 5.9×10-5 7.3×10-5 9×10-3 0.9 0.9（镀高反膜） 3.8×10-9 2.4×10-6 1.5×10-5 0.92 9×10-8 6×10-5 0.037 0.04 0.04（未镀膜） It4 It3 It2 It1 Ir4 Ir3 Ir2 Ir1 界面反射率 1.平行平板的光程差及等倾条纹 h n n n’ θ 2 θ1 A B C N 分析干涉场强度，首先要计算两束光的光程差。 考虑到半波损失，两束反射光的相位差： 将位相差代入式: 即可求得干涉场强度分布。 等强度线即等相位差线，也即等光程差线。 等光程差就是等倾角。 Equal inclination interference （等倾干涉） Shown as the fig. r thin film lens a broad source “1” “2” “3” “4” two rays“1”、“2” are not coherent light! screen r Conclusion： 1）the same i-angle corresponds to same grade of interference (equal inclination interference等倾干涉) 。 2）the smaller i-angle is, the greater optical path difference is, and the higher k is. 3.6.3 圆形等倾条纹 等倾条纹的形状与观察方式有关。 如果透镜焦平面与平板平行，等倾条纹是一组同心圆，圆心位于透镜焦点。这种条纹称为海定格条纹。 ① 等倾条纹的干涉级 由(3.61)式可见，愈接近等倾圆环中心，其相应的入射光线的角度θ2愈小，光程差愈大，干涉条纹级数愈高。偏