工程光学第10章_光的干涉和干涉系统.pptVIP

第六节　平行平板的多光束干涉及其应用 （２）亮暗条纹的条件和光强对比度 ①透射光 亮条纹： 暗条纹： 条纹对比度： 图为不同透射比下透射光条纹的强度分布，当　增大时亮纹变得细锐。当　→１时，得到全暗背景上清洗极细锐的亮纹，这是多光束干涉的最显著最重要的特点 第六节　平行平板的多光束干涉及其应用 ②反射光 条纹对比度： 亮条纹： 暗条纹： （３）干涉条纹间隔 当　　　时，条纹变化一个级次 条纹间隔： 将　转换为　： （４）干涉条纹锐度 定义：两个半强度点对应的相位差范围 第　级亮条纹： 设当　　　　　　时， 当　 很小时，　　　　　则有：　　　　　　　　　 当 →1时， 变得很小 第六节　平行平板的多光束干涉及其应用 一．干涉条纹的定域 1．干涉条纹定域：能够得到清新干涉条纹的区域 非定域条纹：在空间任何区域都能得到的干涉条纹 定域条纹：只在空间某些区域都能得到的干涉条纹 2．平板干涉的优点： 　　，可以采用面光源 第四节　平板的双光束干涉 二．平行平板产生的等倾干涉 如图，产生干涉的两束光线来自同一光线　　，其干涉孔径角　　　，则　点的强度：　 1．光程差计算 其中： 第四节　平板的双光束干涉 考虑平板周围介质一致，两表面反射中有一支光会发生“半波损失”，所以： 由上可知：光程差只取决于折射角　，相同的　（即入射角　相同）的光线构成同一干涉条纹，称为等倾条纹。 第四节　平板的双光束干涉 ２．平板干涉装置 注意：采用扩展光源， 　　　条纹域在无限远 条纹成像在透镜的焦平面上 第四节　平板的双光束干涉 ３．条纹分析 　　在上图的干涉装置中，产生如右图所示的圆环干涉条纹。根据光程差计算公式可知，光程差越大，对应干涉条纹的级次越高。 ① 　随　变化，条纹是　的函数， 　 只要　相同，　则相同，为同 　 一条干涉条纹，称为等倾干涉 　　干涉条纹为同心圆环 ② 光程差在 　　　时最大，最大干涉级在中心 光程差与条纹级数关系 第四节　平板的双光束干涉 ③ 条纹的角半径 不一定为整数（即中心不一定是最亮点），记作： 为最靠近中心的亮纹整数干涉级，从中心向外第 条亮条纹的干涉级则为　　　　　，其角半径记作　（条纹半径对透镜中心的张角），与其所对应的 应满足： 　 和　 都很小， 第四节　平板的双光束干涉 平板厚度 越大条纹角半径 越小，条纹越密 ④ 条纹间隔 光程差与条纹级数关系 相邻条纹 则： 第四节　平板的双光束干涉 所以 条纹间距 结论：中央条纹宽，边缘条纹窄 将 变成 ： 注意 与 的关系 第四节　平板的双光束干涉 ⑤ 反射光条纹与透射光条纹互补 　　透射光也可以产生等倾干涉。其特点有两点：由于两支相干光的强度相差较大，其条纹可见度低；两支相干光的附加光程差为零，因此对于同一入射角的反射光干涉条纹的亮纹其透射光的干涉条纹则为暗纹。 三．楔形平板产生的等厚干涉 1．定域面的位置和定域深度 ② 光源与楔板位置不同时的定域面位置 ① 定域面的位置由　　 所确定 第四节　平板的双光束干涉 ③ 楔板的楔角越小，定域面离板越远，楔角等于零时定域面过渡到无限远（平行平板干涉）；楔板的厚度越小，定域面越接近于板的表面（油膜的干涉条纹） ④ 在实际工作中， 不一定为零，干涉条纹不仅仅局限于定域面上，而是在定域面前后一定范围可以 看到干涉条纹，该区域称为定域深度 第四节　平板的双光束干涉 ⑤ 条纹观察：定域面随系统的不同而不同，眼睛观察比仪器更方便。眼睛的自动调节功能，可以使得最清晰的干涉条纹成像在视网膜上；眼睛的瞳孔一般小于透镜的孔径，限制了扩展光源的实际有效尺寸。 2．光程差计算 在实际中，光程差很难计算，由于楔板厚度一般很小，而楔角也不大，光程差通常用平行平板的公式代替 第四节　平板的双光束干涉 垂直入射时： 垂直入射时，光程差是厚度的函数，在同一厚度的位置形成同一级干涉条纹 3．干涉实验装置 透镜 的作用：在成像面上观察干涉条纹 图中若楔板的折射率处处均匀，则干涉条纹与等　（等厚度）的轨迹相对应，成为等厚条纹。否则即为等光学厚度　 构成的条纹 第四节　平板的双光束干涉 4．干涉条纹分布及性质 干涉条纹是由　决定的，分析条纹必须从　入手开始 ① 亮暗条纹 亮条纹 暗条纹 对于折射率均匀的楔板，条纹平行于楔棱 第四节　平板的双光束干涉 ② 两条纹间厚度的变化 即 相邻条纹 所以从一个条纹过渡到另一相邻条纹时厚度的变化量为 第四节　平板的双光束干涉 ③ 楔板的楔角 ④ 几种不同形状的等厚条纹 第四节　平板的双光束干涉 第四节　平板的双光束干涉 例 一折射率为1.5的玻璃劈尖，其末端厚度 为0.05mm，置于空气中，若波长为