L17-薄膜干涉(二)等倾条纹浅析.ppt

* 第三章 干涉装置和 光场的时空相干性 §3 薄膜干涉（二）等倾条纹 1．等倾干涉条纹 薄膜上下两个表面的反射平行光 在无穷远处形成的干涉条纹 1）厚度均匀薄膜的光程差 2）讨论 （1）是准确的光程差公式 （2）干涉区域定位于无穷远处 （3） 是折射角，不是入射角。 （4） 或 时 有半波损 （5）半波损只影响条纹的绝对级次， 不影响条纹的形状、间隔和反衬度。 由 可知 干涉条纹的级次 仅与倾角 有关 具有同一入射倾角的反射光聚焦后 形成同心圆环形干涉条纹。 4）等倾条纹的定义 具有同一倾角的反射光线会聚于同一 级次上的干涉条纹称为等倾干涉条纹。 3）等倾干涉条纹的条纹形状 5）等倾干涉条纹的观察装置 6）等倾干涉条纹的间距 即： 有： 7）等倾条纹的特点 （1）光源是扩展光源，面光源不会降低 条纹的反衬度。 （2）条纹定位于无穷远处或透镜焦面上 （3）薄膜厚度均匀 （4）相同倾角 对应同一级次 ，形成 同心圆环形条纹。 （5）中心条纹级次高， 边缘条纹级次低。 （6）中心条纹稀疏， 边缘条纹密集。 （7）薄膜变厚， 薄膜变薄，条纹内收，中心吞条纹。 （8）薄膜厚度增加， 条纹外扩，中心吐条纹。 条纹变密。 反之，条纹变稀。 §4 迈克尔逊干涉仪 光场的时间相干性 1．迈克尔逊干涉仪的结构及光路 2．干涉条纹 1）等倾干 涉条纹 2）等厚干 涉条纹 3．光源的非单色性对干涉条纹的影响 1）实际光源总是非单色的 ，单色性较差 ，单色性较好 ，单色性极好 2）双线结构使条纹反衬度随光程差 增加作周期性变化 （1）双线结构的总光强 由于： 设： 其中： （2）双线结构干涉条纹的反衬度 时， 3） 随 变化的曲线 双线结构使条纹反衬度随光程差 增加呈周期性变化 （4）反衬度变化的原因是两套条纹的间距不等 时， 即： 时， 3）单色线宽使条纹反衬度随光程差 增加单调下降 设单色光干涉图样的光强分布为： 且单色线宽的光谱范围： 即： ， 设： 就有： 得： 总光强和反衬 度随光程差变 化的曲线 时， 称为最大光程差 结论：光源的非单色性能够影响光场的 相干性，使光场反衬度单调下降。 4．光场的时间相干性 1）随机发光的波列长度 （1）随机发光时间决定波列长度 由于随机发光持续时间大约是： 因此波列长度也是有限的，设为： 则有： ，若用光程表示： ，有： （2）由波动的叠加推导波列长度 设： 设谱线 的线宽： *