(物理光学)第十二章 光的干涉和干涉系统-3

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1、分光性质:振幅分割两个干涉的点源:两个反射面对S点的象S1和S2§12-4平板的双光束干涉11.条纹定域:能够得到清晰干涉条纹的区域。一、干涉条纹的定域2.平板干涉的优点,取,用面光源。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:只在空间某些确定的区域产生的干涉条纹。2二、平行平板(Plane-ParallelPlates)干涉(等倾干涉Interferenceofequalinclination)1.光程差计算nn'3nn'phasechangeNophasechange4Sincetheintervalb

2、etweenthetwosurfacesmaybeanactualplateorfilm,oritmaybeagapbetweenplates.Wehavefourpossibilities,asthefollowing.NoNoNoNo52.平板干涉装置注意:采用扩展光源,条纹域在无穷远。条纹成像在透镜的焦平面上。63、条纹分析(Fringesofequalinclination)l(光程差与条纹级数)=中心lomnh=+D22(最大干涉级在中心。时最大,=)光程差在q02178中央条纹宽,边缘条纹窄。(

3、5)反射光条纹和透射光条纹互补9二、楔形平板干涉(等厚干涉Interferenceofequalthickness)图11-16用扩展光源时楔行平板产生的定域条纹a)定域面在板上方b)定域面在板内c)定域面在板下方SPb)SPa)SPc)1)定域面的位置由=0确定2)光源与楔板位置不同时的定域面位置103)楔板的角度越小,定域面离板越远,当平行时,定域面在无限远处;4)在实际工作中,不一定为0,干涉条纹不只局限于定域面上,而是在定域面前后一定范围内可以看到干涉条纹,这个区域称为定域深度。5)条纹观察:定域面随系统不同而

4、不同,观察不便,由于人眼有自动调焦功能,观察比仪器方便。11图11-18楔形平板的干涉θ2ACSPBβ=0θ1nn'n'2、光程差计算12垂直入射时,光程差是厚度h的函数,在同一厚度的位置形成同一级条纹。13(1)对于折射率均匀的楔形平板,条纹平行于楔棱14Dh(2)两条纹间厚度的变化15(3)(4)a16§12-5典型的双光束干涉系统及其应用一、典型干涉系统1、斐索(Fizeau)干涉仪:等厚干涉型的干涉仪L3GL2PQL1激光平面干涉仪1)激光平面干涉仪的组成和工作原理17a2)主要用途¶测定平板表面的平面度和局部误差

5、¶测量平行平板的平行度和小角度光楔的楔角¶测量透镜的曲率半径18¶测量平行平板的平行度和小角度光楔的楔角L3GL2QL1激光平面干涉仪a19球面干涉仪PLQDhR1R2PQ¶测量透镜的曲率半径20小结:基本特点:(1)属于等厚干涉(2)干涉光束,一个来自标准反射面,一个来自被测面。重点掌握:(1)光程差与厚度的关系。(2)厚度变化与条纹弯曲方向的关系。(3)干涉面间距变化与条纹移动的关系。条纹分析:212、迈克尔逊干涉仪(TheMichelsoninterferometer)ExtendedsourceBeamsplitt

6、erReflectivecoatingMirrorCompensatingplate1)干涉仪结构分光板和补偿板平面反射镜干涉原理2)干涉条纹的性质等厚干涉等倾干涉22DS特点:M1和M2垂直时是等倾干涉,否则为等厚干涉。掌握:(1)系统结构,(2)M1或M2垂直于光线移动时对条纹的影响233、泰曼干涉仪(Twymaninterferometer)特点:在迈克尔逊干涉仪的一个光路中加入了被测光学器件ContourlinesFringesofequalthickness244、马赫-曾德干涉仪(Mach-Zehnd

7、erinterferometer)测量光一次通过被测域Itispreferredtomeasuringlargetransparentobjects.2)干涉仪结构1)应用场合和测量的基本原理3)条纹性质分析25二、其他干涉技术1、数字波面干涉术目的:产生移动的干涉条纹,用光电器件探测条纹的变化。基本原理:利用光学拍频中干涉条纹强度随时间变化的性质。外差干涉原理频率偏移器ABP26tI(x,y,t)条纹是随时间变化的量。27ABtITt282、傅里叶变换光谱仪原理:利用光源的相干长度对条纹可见度的影响,测量光源的光谱分布

8、。相干长度:光谱宽度为Dl的光源能够产生干涉的最大光程差设:I0(k)为随波数而变化的谱密度函数,整个光谱分布在(-,+)之间,为两光路的光程差。则:29在麦克尔逊干涉仪中,通过移动M2,改变D获得W(D),再通过反傅里叶变换计算出I0(k)。W(D)DI(l)l设30

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