第三章干涉装置和光场的时空相干性概述.ppt

（1）双线结构的总光强 由于： 设： 其中： （2）双线结构干涉条纹的反衬度 时， 3） 随 变化的曲线 双线结构使条纹反衬度随光程差 增加呈周期性变化 （4）反衬度变化的原因是两套条纹的间距不等 时， 即： 时， 3）单色线宽使条纹反衬度随光程差 增加单调下降 设单色光干涉图样的光强分布为： 且单色线宽的光谱范围： 即： ， 设： 就有： 得： 总光强和反衬 度随光程差变 化的曲线 时， 称为最大光程差 结论：光源的非单色性能够影响光场的 相干性，使光场反衬度单调下降。 4．光场的时间相干性 1）随机发光的波列长度 （1）随机发光时间决定波列长度 由于随机发光持续时间大约是： 因此波列长度也是有限的，设为： 则有： ，若用光程表示： ，有： （2）由波动的叠加推导波列长度 设： 设谱线 的线宽： 令： 有： 振幅分布为波包形状： 处振幅最大，等于A0 处振幅最小，等于零 2）干涉的空间区域 薄膜上下表面的 广阔交叠区域里 都能发生干涉 3）观察条纹的方法 屏幕接收、光具组 成像或眼睛直接观察 4）薄膜干涉的分类 等厚条纹和等倾条纹 2．等厚条纹 1）厚度不均匀薄膜的光程差 2）讨论 （1）这是一个近似公式 （2）干涉区域位于薄膜表面附近 （3） 是折射角，不是入射角。 （4）满足 或 时 有半波损 （5）有无半波损只影响条纹的绝对 级次，不影响条纹的形状、间 隔和反衬度。 3）等厚条纹的形状 垂直入射时， 干涉条纹与薄膜的等厚度线重合，干涉 条纹的形状就是薄膜等厚线的形状。 4）等厚条纹的定义 平行光正入射到薄膜上时，处于薄膜 表面的干涉条纹称为等厚条纹。 由此可以确定等厚干涉条纹的形状 5）等厚条纹的特点 （1）点光源产生的平行光垂直入射到薄 膜上，面光源会降低条纹的反衬度 （2）条纹定位于薄膜的表面附近 （3）薄膜的厚度不均匀 （4）干涉条纹与等厚线重合 （5）相邻干涉条纹的厚度差： 3．楔形薄膜的等厚条纹 1）等厚条纹的形状、走向和间隔 平行楞边的直线条纹 2）楔形薄膜的应用 （1）可以测量楔角和细丝的直径 若已知入射光的波长： ， 可以测出： 则： （2）检测平板玻璃表面的光洁度 （3）检测楔形薄膜交楞的位置 （4）判断平板平移方向和平移量 4．牛顿圈 1）定义： 2）暗纹半径 和间距公式 有半波损。 ， 时 ， 中心点是暗点。 或 干涉条纹是一系列同心圆圈 3）牛顿圈的特点 （1）中心条纹的级次低， 边缘条纹级次高。 （2）中心条纹稀疏， 边缘条纹密集。 （3）空气层变厚 条纹向内收缩，中心吞条纹。 反之，条纹向外扩展，中心吐条纹。 （4）空气层厚度变化， ，与 无关。 干涉条纹间隔不变。 4）应用 （1）测透镜的曲率半径 时，有： 证明： 因此： 即： （2）检测工件曲率半径 扩大 收缩 5．等厚条纹的观察方法及倾角的影响 1）严格等厚条纹的观察所需的特定装置 2）观测等厚条纹的简化装置 3）直接观察时，条纹形状相对等厚线的偏离。 6、增透膜和高反膜 1）日常所见的薄膜干涉图样 汽油膜、肥皂泡、油垢层、昆虫翅膀、 近视镜上的色彩绚丽的干涉图样。 2）在玻璃上镀膜的目的 增加透过率或反射率， 保护玻璃不被酸碱腐蚀。 3）增透膜 反射光无半波损。 平行光垂直入射 令： 设入射光的 振幅为： 得： 增透条件： 若 ，有： 氟化镁： 4）增反膜 多层介质高反射膜的光强反射率 可达99％以上 第三章 干涉装置和 光场的时空相干性 §3 薄膜干涉（二）等倾条纹 1．等倾干涉条纹 薄膜上下两个表面的反射平行光 在无穷远处形成的干涉条纹 1）厚度均匀薄膜的光程差 2）讨论 （1）是准确的光程差公式 （2）干涉区域定位于无穷远处 （3） 是折射角，不是入射角。 （4） 或 时 有半波损 （5）半波损只影响条纹的绝对级次， 不影响条纹的形状、间隔和反衬度。 由 可知 干涉条纹的级次 仅与倾角 有关 具有同一入射倾角的反射光聚焦后 形成同心圆环形干涉条纹。 4）等倾条纹的定义 具有同一倾角