薄膜干涉汇总ppt课件.ppt

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1、引言：地面彩色油膜肥皂泡上的彩色条纹扩展光源眼盯着表面透明薄膜S1S2§11-3薄膜干涉一.等厚干涉1.劈尖（劈形膜：夹角很小的两个平面所构成的薄膜）ennn·A反射光2反射光1单色平行光(设n>n)·S121、2两束反射光来自同一束入射光，它们可以产生干涉。ennn·A反射光2反射光1入射光(单色平行光垂直入射)(设n>n)A点:1、2的光程差明纹：暗纹：同一厚度e对应同一级条纹——等厚条纹光程差可简化为图示情况计算。实际应用中,大都是平行光垂直入射到劈尖上。考虑到劈尖夹角极小,反射光1、2在膜面的Leekek+1

2、明纹暗纹条纹间距条纹特点1．在棱边处，，满足暗条纹公式，因而是暗纹。两明纹对应的厚度差为2．若第级明纹对应的厚度为，第级明纹对应的厚度为，则理想情况下，明暗相间的、等间距的、平行直条纹提高清晰度空气劈尖e测波长：已知θ、n，测l可得λ测折射率：已知θ、λ，测l可得n测细小直径、厚度、微小变化测表面不平度等厚条纹待测工件平晶劈尖的应用2.牛顿环.S分束镜M显微镜o牛顿环装置简图平凸透镜平晶光程差：erR·平晶平凸透镜暗环o条纹特点1。即中心处，，是一暗斑2。越靠外，内疏外密中心是暗点，明暗相间的、内疏外密的同心圆环条纹干涉成因：r薄膜透镜扩

3、展光源屏由光程差决定！二、等倾干涉n1n2n1BCAD作垂线BDe得折射定律n1n2n3BCAe1）透射光也将产生干涉，且反射光加强时，透射光减弱，反射光减弱时，透射光加强。(能量守恒）注意3)等倾干涉条纹是一组明暗相间的、内疏外密的同心圆环。2)倾角i相同的光线对应同一条干涉条纹——等倾条纹。4）环心处，条纹的级次是最高的，越往外级次越低。5）利用扩展光源，可以描深条纹强度，增加清晰性。垂直入射n1n2n3e反射光的干涉(1)(2)(1)(2)ABC当时，在A点和C点都有半波损失，当时，在A点和C点都无半波损失，当时，在A点有半波损失，C

4、点无当时，在A点无半波损失，C点有透射光的干涉则与反射光相反光束2′和1′发生干涉若M2、M1平行等倾条纹fringeofequalinclination若M2、M1有小夹角等厚条纹fringeofequalthickness十字叉丝等厚条纹若M1平移d时，干涉条移过N条，则有：M21122S半透半反膜M1M2G1G2E二.工作原理一.仪器结构、光路§13.5迈克耳逊干涉仪各种干涉条纹及M1，M2相应位置如图示：三、迈克耳孙干涉仪的应用⒈可用以观察各种干涉现象及其条纹的变动。⒉可用来对长度进行精密测量。⒊对光谱的精细结构进行

5、精密的测量。例1．白光垂直照射到空气中一厚度为380nm的肥皂膜上，设肥皂膜的折射率为1.33。试问膜的正面和背面各呈什么颜色。解：反射光干涉加强透射光：当k=2时，背面呈绿色。正面呈紫红色n当k=1时，(舍)当k=2时，(红)当k=3时，(紫)当k=4时，(舍)例2：n1=1.52n2=1.30如图所示，增透膜适用于600nm的垂直照射光求膜的最小厚度？解：增透膜即透射光干涉加强例3：用波长为500nm的单色光垂直照射由两块光学玻璃构成的空气劈尖上。在反射光的干涉中，距劈尖棱边处是第四条暗纹中心（从棱边算起），求此空气劈尖的夹角？解：例4

6、：在半导体器件生产中，为精确地测定硅片上SiO2薄膜厚度，将薄膜一侧腐蚀成尖劈形状，如图所示。用波长为589.3nm的钠黄光从空气中垂直照射到SiO2薄膜的劈状边缘部分，共看到5条暗纹，且第5条暗纹恰位于图中N处，试求此SiO2薄膜的厚度（硅的折射率为n1=3.42SiO2的折射率为n2=1.50)。NSiSiO2解：例5：为使波长为550nm的黄绿色光透射增强，反射减弱,需要在像机镜头上镀一层MgF2薄膜——增透膜，n=1.38,求薄膜的最小厚度。解：反射光干涉减弱的条件：2nd=(2k+1)/2，k=0,1,2,…（两面都有半波损失）

7、k=0,最小厚度：若要使反射光增强，透射光减弱——增反膜，应满足：2nd=k，k=1,2,…（两面都有半波损失）k=0,最小厚度：n=1.0n=1.55dMgF2n=1.38