第2章 节 光的干涉与相干性 2-3 分振幅干涉 物理光学课件.pptVIP

§2.3 分振幅干涉 引言: 当杨氏干涉仪中光源位置设计为: 可得到xoy平面上的等强度线方程是： 分析： 1、S １ 、S２位于S ０光束传播方向的纵向，因此, S １ S ２的间距是受到S ０ 频谱宽度决定的相干长度的限制，而不是光源的几何尺寸的限制。 2、当S１ 、 S２ 的横向距离l=0时，条纹对比度对光源几何尺寸的限制　　　　　　　，即，此时对光源的几何尺寸无限制，可以使用扩展面光源。 问题： 　　这样的干涉仪结构如何实现？ 2.3.1 平行平板的分振幅干涉 2.3.1.1分振幅干涉原理 分析： １、对应于面光源Ｓ上的每一点，经平行平板都可以生成一对虚象点光源，也都可以生成一组同心圆环干涉条纹。但是各组同心圆环的中心不重合。结果导致，在平行平板近域，条纹对比度下降，甚至为Ｏ。 ２、如果　　　　　　　，那么 2.3.1.2干涉条纹的定域 ——可见干涉条纹的区域 １、分波面干涉条纹是非定域条纹 　　在光源时空相干性确定的相干区域内任何地方都可以看到干涉条纹。 ２、分振幅干涉条纹是定域条纹 　　只在无穷远处可以看到干涉条纹。 2.3.1.3分振幅等倾干涉条纹 １、无穷远定域条纹的获得 透镜焦平面上的点与透镜前入射光线的方向角相对应，面光源上不同点的同方向角光线将被透镜成像在焦平面上的同一点。 3、反射光干涉条纹的特征参数 Haidinger干涉仪是最常用的分振幅等倾干涉仪 当透镜轴与平行平板的法线平行时,焦平面上的干涉图是一组以透镜焦点为圆心的同心圆条纹. 条纹信息与平板参数之间的关系: 由亮条纹条件 得: ①、中央亮条纹的干涉级m0 由 知：　　　　　对应于等倾条纹的最大光程差 　　　 ∴ m0是此刻等倾条纹的最高干涉级 　　当　　　　　不对应亮条纹时， 　　m1是紧邻焦点的亮条纹整数级次，q是小于１的小数。　　　 ②、第Ｎ个亮条纹的角半径 　及环半径 ∵ ∴ 注：第Ｎ个亮条纹计数起点是环中心。看见几个N就是几。　 通过测环半径　　可计算平行平板的厚度或折射率。 ③、相邻亮环的角间距 　　对 　　两式两边同时微分，并且相邻亮环 　　 得： 当　很小时， 　 显然： 圆环条纹中疏外密； 平板越厚条纹越密。 4.平行平板的透射光干涉条纹 　 相邻两条透射光线之间的光程差 　　对应同一个入射角： 　　当反射侧满足　　　　　　　　　　　　时， 透射侧就成为　　　　　　　　　　　　， 即，在反射侧形成亮环的倾角，在透射侧形成暗环。 ∴ ①透射图案与反射图案互补。 　　 ②当使用的是裸平行平板玻璃时，透射条纹的对比度比反射条纹的对比度低的多。（P102 图3-34） 2.3.2 楔形平板的分振幅干涉 2.3.2.1干涉条纹的定域 1、点光源照明：非定域条纹。 2、面光源照明：定域条纹。楔角越大、或板越薄，条纹定域越接近板表面。 干涉条纹的定域深度： 回顾： 1、非定域条纹：理想点光源所致。 2、面定域条纹：无穷大扩展面光源所致。 事实结论： 有限的光源尺寸对应有限的条纹定域——立体定域。 1、域大小与光源大小成反比； 2、域大小与板厚度成反比； 3、域大小与接收/观察系统的孔径成反比。 2.3.2.2楔形平板的分振幅等厚干涉 １、平行光照射时的等厚干涉条纹 　　若所有的光线都以同一入射角照射楔形平板，则分振幅所得相邻两条反射光线之间的光程差 　　 在：“光线入射角很小，楔形平板的楔角很小”条件下： 　　 当“平行光照射” ，或 “接收/观察系统的孔径很小”时，都可以认为入射角为常数，所以： 　　　① 如果“平板的折射率均匀”，那么光程差唯一的由板厚度h决定。因此， 等强度线就是板厚度h相等点的轨迹——等厚条纹。 　　　②如果 “板厚度很薄”——S１ 、 S２ 的间距很小，那么条纹定域扩展到平板表面附近。因此，在平板表面附近就可以看到等厚条纹。 　　 　 2、楔形平板等厚条纹 若采用远心照明，且 则:①亮条纹满足 相邻亮(暗)条