第十二章光的干涉和干涉系统.ppt

3、杨氏干涉实验干涉场中明暗条纹形成的条件： 1）干涉条纹强度分布： 当 ，在干涉场中的点有最大光强 ，为亮纹。 当 ，在干涉场中的点有最小光强 ，为暗纹。 2）条纹间隔： 或 第十二章光的干涉和干涉系统 本章作业： P334习题：2、3、11、18、 讨论： 条纹的强度分布随反射比 的变化（如图所示）。当 很小时， 很小时，极大到极小的变化缓慢，透射光条纹的对比度很差，随着反射比 的增大，透射光暗条纹的强度降低，亮条纹的宽度变窄，条纹的锐度和对比度增大。当 时，透射光干涉图样是由在几乎全黑的背景上的一组很细的亮条纹组成。而反射光干涉图样与透射光干涉图样互补，是由在均匀明亮背景上的很细的暗条纹组成，这些暗条纹不如透射光干涉图样中暗背景上的亮条纹清楚，所以实际中都采用透射光的干涉条纹。透射光的干涉条纹极为明锐，是多光束干涉的最显著和最重要的特点。 如图所示，相邻亮条纹间的厚度差为 如果楔角为 ，在表面上，亮条纹的间距为 四、等厚干涉的应用 ★因为等厚条纹能反映两个表面所夹成的薄层的厚度变化情况，所以在精密测量和光学元件加工中，常利用等厚条纹的条纹形状、条纹数目、条纹移动以及条纹间距等特征，检验元件的表面质量，局部误差（表面光洁度），测量微小的角度、长度及其变化等。 微小薄片的厚度测量 端规的干涉量度比较 第五节：典型的双光束干涉系统及其应用 ★根据光的干涉原理组成的一个仪器，通过对这个仪器所产生的干涉条纹的测量而达到某种测量目的，这样的光学仪器就是干涉仪。干涉仪的种类很多，在科学研究、生产和 计量部门都有广泛的应用，但各 种干涉仪在光路结构上都存在某 些相似之处，这里了解几种典型 的双光束干涉仪。 一、斐索干涉仪 二、迈克耳逊干涉仪 三、泰曼-格林干涉仪 四、傅里叶变换光谱仪 五、马赫-曾德干涉仪 迈克耳逊干涉仪 用以检测光学元件的面形、光学镜头的波面像差 以及光学材料均匀性等的一种精密仪器。其测量 精度一般为/10～/100, 为检测用光源的平均波长。 常用的波面干涉仪为泰曼干涉仪和斐索干涉仪。 斐索干涉仪有平面的和球面的两种，前者由分束器、 准直物镜和标准平面所组成，后者由分束器、有限 共轭距物镜和标准球面所组成。单色光束在标准平 面或标准球面上，部分反射为参考光束；部分透射 并通过被测件的，为检测光束。检测光束自准返回， 与参考光束重合，形成等厚干涉条纹。用斐索平面 干涉仪可以检测平板或棱镜的表面面形及其均匀性。 用斐索球面干涉仪可以检测球面面形和其曲率半径， 后者的测量精度约1微米；也可以检测无限、有限共 轭距镜头的波面像差。 一、斐索干涉仪 适用于工厂、研究所和高校等对光学元件的高精度检测。采用光、机、电、算结合的系统软件，可打印检测报告。口径:30mm. （一）激光平面干涉仪 OSI-75TP激光平面干涉仪。中、小口径平面元件面形精度、光学均匀性检测，加工车间适用 XQ15-GⅠ激光平面干涉仪 可广泛用于工厂的计量室、光学车间和科研院所的实验室。光学平面的平面度测量、光学平板的微小楔角测量、光学材料均匀性测量、光学薄板波前误差的测量 二、迈克尔逊干涉仪 迈克耳孙在工作 迈克耳孙（A.A.Michelson） 因创造精密光学仪器，用以进行光谱学和度量学的研究，并精确测出光速， 获1907年诺贝尔物理奖。 美籍德国人 1、干涉仪的结构与原理 1881年的Michelson Interferometer d 2. 工作原理 光束 和 发生干涉 调整 和 后面的调节螺钉，即可观察到薄膜干涉的各种情况。 G1为分光板，其背面涂敷半透半反膜，G2为补偿板。M1、M2为反光镜，二者相互垂直，G1与G2平行， 且与M1、M2成450。 迈克尔逊干涉实验装置 动 态 演 示 2）若M1、 M?2 有小 夹角 当M1和M2不平行，且光平行入射, 此时为等厚条纹 1）若M?2、M1平行 3. 条纹特点 为等厚条纹 条纹性质： 1、虚平板两面平行----平行平板的等倾干涉 条纹变化 h增大时，条纹外冒，变密 ，h减小时，条纹内缩，变疏。 4. 迈克耳孙干涉仪优点 若M1平移? d 时，干涉条纹移过 N 条，则有 设计精巧，两束相干光完全分开，可以方便的改变任一光路的光程。 5. 应用 微小位移测量 测波长 测折射率 例题1 用钠光的589.3nm谱线观察迈克耳孙干涉仪，先看到干涉场中有16个亮环（包括中心