点光源条件下迈克尔逊非定域干涉条纹的分析.pdf

北京石油化工学院学报 第 23卷 第 3期 Vo1．23 NO．3 JournalofBeijingInstituteof 2015年 9月 Sep．2015 Petro—chemicalTechnology 点光源条件下迈克尔逊非定域干涉条纹的分析 李东临 ，杨 硕。，赵 昶 ，于 舸 ，谭恩忠 (1．北京石油化工学院数理系 ，北京 102617；2．北京邮电大学世纪学院基础部 ，北京 102101) 摘要 ：迈克尔逊干涉仪常用于观察分振幅干涉条纹，但极少有人对条纹线型进行严格的分析讨论 。 笔者对点光源条件下迈克尔逊非定域干涉条纹的空间曲线方程进行了计算和分析，得到圆、椭圆、抛物 线、双曲线和直线 5种形式的条纹线型。进一步对产生不 同线型的原因进行 了分析计算 ，证 明出现何种 条纹与 2个平面反射镜 中虚光源的相对方位有关 。 关键词 ：迈克尔逊干涉仪 ；非定域干涉 ；等倾干涉 ；等厚干涉 中图分类号 ：0436．1 文献标志码 ：A 迈克尔逊干涉仪是 1881年美 国物理学家 迈克尔逊设计制成的用分振幅法产生双光束干 涉的仪器 ，最初是为了测量光速 ，此后又被用于 观察光 的干涉现象和测定微小长度 、光波波长 、 单色光源的相干长度 、透 明体 的折射率等n ， 在近代物理和计量技术 中有着广泛的应用 ，许 E 多现代干涉仪都是 由他衍生发展出来的。笔者 图 1 麦克尔逊干涉仪光路 图 经严格 的分析计算表明I4]，在点光源条件下所 观察到的非定域干涉条纹具有复杂 的情况 ，在 形成的条纹 。 观察屏上可看到 圆、椭 圆、抛物线、双 曲线和直 从点光源 s发 出的光经 M 、M2反射后 ， 线等 5种形式的干涉条纹 。 在方位 E处产生干涉 ，相 当于有 2个虚光源 s、S 发 出相干光束 ，如 图2所示 。这 2个虚 1 迈克尔逊干涉条纹的产生 光源的相对方位对干涉条纹的线型有着决定性 迈克尔逊干涉仪 的光路图如图 1所示。 的影响。 图 1中，S为点光源，G 为分光板 ，G 为补 o 1 偿板 ，M 、M2为反射镜 。 表示 M2在分光 ＼ ＼ ＼ 板 G 中所成的像 。从点光源 5发出的单色光 ＼＼ l | 经分光板G 后分成两束相干光，光束 (1)照射 t| ； 到M。上被反射 回来 ，透过G 到达 E处。光束 (2)透过G 照射到M2，再反射 回来后又被 G 反射到 E处。在 E处将能看到两束光干涉而 收稿 日期 ：2015-03—30