《相干光电检测系统》课件.pptVIP

**************相干光概述相干光是指具有相同频率、相位差稳定且相位差变化规律的两种或多种光波。相干光波叠加时会产生干涉现象。光波的频率、相位和传播方向相同或具有确定关系，且时间相干性很高，这些光波称为相干光。相干光在光学仪器、精密测量、光纤通信和光学成像等领域有着广泛的应用。光波干涉原理波的叠加当两列或多列光波在空间中相遇时，它们会叠加在一起。振幅相位叠加后的光波振幅和相位取决于原始光波的振幅和相位。干涉现象当叠加后的光波振幅加强时，称为干涉加强；当叠加后的光波振幅减弱时，称为干涉减弱。干涉条件干涉现象发生的条件是叠加的光波必须是相干光源，即它们具有相同的频率和稳定的相位差。干涉条纹的产生波峰叠加两束光波相遇时，波峰与波峰叠加，形成振幅更大的波峰，光强增强，形成亮条纹。波谷叠加两束光波相遇时，波谷与波谷叠加，形成振幅更小的波谷，光强减弱，形成暗条纹。两束相干光波叠加，在空间中形成明暗相间的条纹，称为干涉条纹。干涉条纹的特性明暗相间干涉条纹呈现出明暗相间的条纹状，亮条纹对应波峰叠加，暗条纹对应波谷叠加。条纹间距条纹间距由光的波长和干涉装置的几何结构决定，波长越短，间距越小。分类型干涉仪简介1迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪是常见的干涉仪之一，它利用分束镜将光束分成两束，然后让它们在干涉后重新组合，产生干涉条纹。2法布里-珀罗干涉仪法布里-珀罗干涉仪由两个平行且部分反射的镜片组成，当光线穿过这些镜片时，就会发生多光束干涉，产生非常清晰的干涉条纹。3光路补偿干涉仪光路补偿干涉仪通过改变光束在不同路径上的光程来产生干涉，例如，通过使用可移动镜片或改变介质的折射率来实现。迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪是一种经典的光学干涉仪。它由两块互相垂直的平面镜构成，其中一面镜固定，另一面镜可移动，用来改变光程差。迈克尔逊干涉仪可以用来测量光的波长、光的频率、物质的折射率等。它也是许多现代科学仪器的基础，例如激光干涉仪。迈克尔逊干涉仪的构成分束器将入射光束分成两束光，分别沿着不同的光路传播。反射镜将两束光分别反射回分束器，形成干涉光束。补偿板用于补偿两束光在光程上的差异，确保干涉条纹清晰可见。观察屏用于观察干涉条纹的图案，并进行分析和测量。迈克尔逊干涉仪的工作原理1光束分裂一束光束被分束器分成两束光束，分别沿着两个相互垂直的方向传播。2光束反射两束光束分别被两块反射镜反射回来，并再次经过分束器。3光束叠加两束反射光束在分束器处叠加，由于光程差的存在，会产生干涉现象。迈克尔逊干涉仪的应用光学长度测量用于测量材料的折射率和厚度，精确测量光学元件的长度，以及检测薄膜的厚度变化。波长测量测量光源的波长，用于精确测量光的频率和能量。法布里-珀罗干涉仪法布里-珀罗干涉仪法布里-珀罗干涉仪是利用两块平行且部分透射的平板玻璃构成，这两块玻璃之间有一定的间隙，形成一个空气薄膜。工作原理当光线入射到法布里-珀罗干涉仪时，光线会在两块玻璃之间多次反射和透射，形成多束光干涉，产生干涉条纹。应用法布里-珀罗干涉仪广泛应用于光谱分析、光学计量、激光技术等领域，可用于测量光波的波长、频率、强度等参数。法布里-珀罗干涉仪的构成平行板两块平行放置、表面镀有高反射膜的平板玻璃，其间距可调。光束一束单色光束垂直入射到平行板中。探测器放置在平行板的另一侧，用于接收干涉光束。法布里-珀罗干涉仪的工作原理1平行光束入射光束必须是平行光2多重反射光束在两块平行板之间多次反射3干涉反射光束相互干涉，形成干涉条纹法布里-珀罗干涉仪利用两块平行放置的半透半反镜构成谐振腔。当平行光束入射到谐振腔后，会在两块镜面之间发生多次反射。由于多次反射的光束之间存在光程差，因此会发生干涉现象。当光程差为波长的整数倍时，发生相长干涉，形成明亮的干涉条纹；反之，发生相消干涉，形成暗条纹。法布里-珀罗干涉仪的应用光谱分析法布里-珀罗干涉仪能够精确测量光的波长，用于光谱分析、光学计量等领域。激光腔法布里-珀罗干涉仪作为激光谐振腔的重要组成部分，用于选择特定波长的激光。光学滤波利用法布里-珀罗干涉仪的特性，可以实现光学滤波，选择特定波长的光，去除杂散光。光学测量法布里-珀罗干涉仪还可以用于测量光学元件的厚度、折射率等参数。光路补偿干涉仪光路补偿干涉仪通过在参考光路中引入补偿元件，实现光束在两条路径上光程的精确补偿。该补偿可以用于消除环境噪声、温度变化或振动等因素对干涉信号的影响。光路补偿干涉仪通常采用光纤或自由空间光路实现补偿，应用于精密测量、传感和通信等领域。光路补偿干涉仪的构成1光源光源通常采