4分振幅干涉(等厚)ok.ppt

* * ▲ 薄膜干涉?分振幅干涉 入射光束被薄膜分解为两束光,在空间交叠而形成干涉场 干涉区域：膜层表面、上方、下方、无穷远 Focus： 薄膜表面或表面附近的干涉场(定域中心) 膜层厚度均匀时远处的干涉场(定域中心) 薄膜干涉的定域问题 在相干光波场的交叠区，由于时间相干性和空间相干性的影响，不同的干涉条件，干涉条纹的分布区域将受到影响，这就是干涉定域问题。 光源宽度的变化，空间不同区域干涉场的衬比度也变化，但存在一个特定区域，这里的衬比度下降最慢或始终不下降，衬比度不因光源扩展而降低的特定区域（曲面），为定域中心 薄膜干涉定域问题，实际上是光场空间相干性问题 Focus：薄膜表面或表面附近的干涉场；膜层厚度均匀时远处的干涉场 定域中心曲面在空间的位置与膜层几何特征有关 干涉区域：膜层表面、下方、无穷远 ?=0?P定域中心曲面上一点 薄膜干涉中存在?=0的情况 如果在相干光波的交叠区处处有干涉条纹，则这种干涉是非定域干涉。例如杨氏干涉装置，点光源照明下的薄膜干涉，都是不定域的。 如果在相干光波的交叠区，干涉条纹只是分布在区域中某些地方(反衬度最大区域??1 定域中心) ，则这种干涉是定域干涉。例如扩展光源照明下的薄膜等厚干涉，干涉定域在薄膜表面附近；等倾干涉，定域在无穷远处或观察系统的焦平面上。 一、等厚干涉（厚度不均匀的薄膜干涉） 二、等倾干涉（厚度均匀的薄膜干涉） 2、牛 顿 环 1、劈尖干涉 P 薄膜表面 P 无穷远处 由结构找程差，以不变应万变 半波损失 垂直入射i=0 n1?n?n2; n1?n?n2 ? ?/2 n1?n?n2; n1?n?n2 ? ?/2 等厚干涉 1、劈尖干涉（空气隙劈尖） 明暗条件： 若 i=0 （平行光垂直照明）, 又n=1 同一厚度h对应同一级条纹——等厚条纹 明（暗）条纹间距： 相邻明(暗)条纹对应厚度差： ? 测量尖劈角 （1）劈尖愈厚处 条纹级别愈高 （2）棱边处 h=0 对应着暗纹 讨论： （3）相邻两明（暗）纹间对应的厚度差为 越小，? 越大，条纹愈清晰 （4）相邻两明（暗）纹间距 （5）动态反应 （6）复色光入射得彩色条纹 h?(平移提升），条纹移向棱边（厚度小的方向） ? ??x?, ? ? ?x ? ? ? 定级考察m 等厚?向“厚”看齐 白光入射 单色光入射 肥皂膜的等厚干涉条纹 劈尖干涉装置 应用举例： 劈尖的应用 测波长： 已知θ、n，测?x可得λ 测折射率： 已知θ、λ，测?x可得n 测细小直径、厚度、微小变化 Δh 待测块规 λ 标准块规 平晶 测表面不平度 等厚条纹? 待测工件 平晶 纸 平晶 工件 工件表面沿薄膜增厚的方向有突出物 ? 向 “厚” 看齐 判断下图工件表面的平整程度 如何判断两个直径相差很小的滚珠的大小 ？ （测量工具：两块平板玻璃） 说明? ?：1珠小 说明? ?：1珠大 若发现等厚条纹间隔变密 在靠近“1” 端轻压 若发现等厚条纹间隔变宽 不规则表面 规则表面 垂直入射 h R 2、牛顿环 明暗条件 :(空气隙） （劈尖干涉的结果） 中心 暗点 垂直入射 h R 舍去 在第m个暗环处相邻暗（或亮）的间距为 暗环半径比 “里疏外密” 测量球面半径R ? 平凸透镜向上移,条纹怎样移动? ? 白光入射条纹情况如何？ 牛顿环装置简图 平晶 S 分束镜 M 显微镜 0 平凸透镜 . ? 透射光条纹情况如何？