工程光学第十二章.ppt

等厚干涉 1、劈尖干涉 （空气隙劈尖） 明暗条件： 若 i=0 , 并注意到 n=1 d i 棱边 d 等厚条纹 * （1）劈尖愈厚处 条纹级别 （2）棱边处 d =0 , 对应着 （3）相邻两明（暗）纹间 对应的厚度差为 ? d? ? ? ? 愈高。 ——暗纹 讨论： ?d dk dk+1 ? 1 2 3 4 5 * 由上式看出 ? 越小, ? 越大, 使条纹愈清晰。 ?d L dk dk+1 ? （4）明（暗）纹间距 L: L sin? = ? d = ? ? ? 展示：波长变化对劈尖干涉条纹的影响 * （1） 对于折射率均匀的楔形平板，条纹平行于楔棱 * Dh (2) * （3） （4） a * 例、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”那 端轻轻压一下 若发现等厚条纹间隔变宽 * 复色光入射得彩色条纹 * 若在一平晶上放置一R很大的平凸透镜，则两面之间形成的空气契能实现等厚干涉。称为牛顿环。 * 白光入射的牛顿环照片 * Home Work (3-4) 1. An oil film (n=1.47, thickness 0.12?m) rests on a pool of water. If light strikes the film at an angle of 60o, what is the wavelength reflected in the first order? 2. When examining the surface of a polished workpiece in thallium light (535nm) , some scratch marks are seen where the fringes are distorted by 4/10 the distance between fringes. How deep are the scratches? * 一、典型干涉系统 1、斐索 ( Fizeau ) 干涉仪：等厚干涉型的干涉仪 L3 G L2 P Q L1 激光平面干涉仪 a * fizeau * 球面干涉仪 P L Q D h R1 R2 P Q * 小结： 基本特点：（1）属于等厚干涉 （2）干涉光束，一个来自标准反射面，一个来自被测面。 重点掌握：（1）光程差与厚度的关系。 （2）厚度变化与条纹弯曲方向的关系。 （3）干涉面间距变化与条纹移动的关系。 条纹分析： * 2、迈克尔逊干涉仪 （The Michelson interferometer） 特点：M1 和M2 垂直时是等倾干涉，否则为等厚干涉。 掌握： （1）系统结构， （2）M1或M2垂直于光线移动时对条纹的影响。 Extended source Beam splitter Reflective coating Mirror Compensating plate * N N * DS * 迈克耳逊干涉仪的干涉条纹 M 2 M 1 M 2 M 1 M 2 M 1 M 2 M 1 与 重 合 等 倾 干 涉 条 纹 M 1 M 2 * M 2 M 1 M 2 M 1 M 2 M 1 M 2 M 1 M 2 M 1 等 厚 干 涉 条 纹 迈克耳逊干涉仪的干涉条纹 * 用迈克耳孙干涉仪测气流 迈克尔逊干涉仪 * 3、泰曼干涉仪（Twyman interferometer） 特点：在迈克尔逊干涉仪的一个光路中加入了被测光学器件 Contour lines Fringes of equal thickness * 4、马赫－曾德干涉仪 （Mach-Zehnder interferometer） 测量光一次通过被测域 It is preferred to measuring large transparent objects. * * 二、其他干涉技术 1、数字波面干涉术 目的：产生移动的干涉条纹，用光电器件探测条纹的变化。 基本原理：利用光学拍频中干涉条纹强度随时间变化的性质。 外差干涉原理 频率偏移器 A B P * t I(x,y,t) 条纹是随时间变化的量。 * A B t I T ?t * 2、傅里叶变换光谱仪 原理：利用光源的相干长度对条纹可见度的影响，测量光源的光谱分布。 相干长度：光谱宽度为Dl的光源能够产生干涉的最大光程差 设：I0(k)为随波数而变化的谱密度函数，整个光谱分布在（-?，+?）之