工程光学-第12.3节 干涉条纹的可见度.ppt

第十二章光的干涉和干涉系统 §12.1 光波干涉的条件 §12.2 杨氏干涉实验 §12.3 干涉条纹的可见度 §12.4 平板的双光束干涉 §12.5 平行平板的多光束干涉及其应用 §12.6 现代干涉技术和干涉系统 §12.3 干涉条纹的可见度 干涉条纹可见度的定义 条纹可见度： ? 意义：表征干涉场中某处条纹亮暗反差的程度 对于双光束干涉： §12.3 干涉条纹的可见度 条纹可见度的影响因素 振幅比的影响： ? 因此，设计干涉系统时应尽可能使A1=A2以使K=1 §12.3 干涉条纹的可见度 条纹可见度的影响因素 光源宽度的影响： 实际光源有一定宽度，称扩展光源 ? 可看做许多不相干点光源的集合 ? 每个点光源产生一组干涉条纹 ? 总光强分布为许多组干涉条纹的强度叠加 §12.3 干涉条纹的可见度 条纹可见度的影响因素 光源宽度的影响： §12.3 干涉条纹的可见度 条纹可见度的影响因素 光源宽度的影响： §12.3 干涉条纹的可见度 条纹可见度的影响因素 光源宽度的影响： 结果分析： 1. 光源的临界宽度：条纹可见度为0时的光源宽度 2. 光源的允许宽度：能清晰观察到条纹时允许的光源宽度 §12.3 干涉条纹的可见度 条纹可见度的影响因素 ? 光源的空间相干性： 若通过光波场横向两点的光在空间相遇时能发生干涉， 则称通过空间这两点的光具有空间相干性。 ? 横向相干宽度：由干涉孔径角与距离决定 §12.3 干涉条纹的可见度 条纹可见度的影响因素 光源非单色性的影响： 实际光源有一定的光谱宽度?? ? 可看做许多单色点光源的集合 ? 每个单色点光源产生一组干涉条纹 ? 总光强分布为许多组干涉条纹的强度叠加 §12.3 干涉条纹的可见度 条纹可见度的影响因素 光源非单色性的影响： §12.3 干涉条纹的可见度 条纹可见度的影响因素 ? 光源的时间相干性： 若同一光源在相干时间内发出的光经过不同的路径在空 间相遇时能够产生干涉，称光具有时间相干性。 即：光波在一定的光程差下能够产生干涉 相干时间?t：光通过相干长度所需的时间 ? 光谱宽度越小，单色性越好，光的时间相干性越好 【例】 三个频率相同、振动方向相同、振幅均为A的平面单色波在yoz平面内传播，其传播方向如图所示，它们在z=0平面内叠加产生干涉，试求干涉强度分布、条纹对比度和条纹间距。 【例】 在杨氏双缝实验中，在原来的光源S的正上方再开一个光源狭缝S?，如图所示。 1）若 ，求单独打开S或S?及同时打 开S和S?时，屏上的光强分布； 2）若 ，求同时打开S和S?时，屏上的 光强分布。 【例】 在杨氏双缝实验中，在原来的光源S的正上方再开一个光源狭缝S?，如图所示。 1）若 ，求单独打开S或S?及同时打 开S和S?时，屏上的光强分布； 2）若 ，求同时打开S和S?时，屏上的 光强分布。 作业：P375 No.9、No.10 深圳大学光电工程学院 本章内容 Imax Imin I x x I 点光源产生的干涉条纹 扩展光源产生的干涉条纹 （称“元光源”） r2 dx? S? S? b l1 l2 ? c x? r1 D r2 S1 S2 P x S r1 d l r2 dx? S? S? b l1 l2 ? c x? r1 D r2 S1 S2 P x S r1 d l “空间相干性” ? bc ? k S1 S2 S?1 S?2 “干涉系统不变量” bc D x l x? S1 S2 d ? e ?1 ?2 x I ? 相干长度：光谱宽度为??（或?k）的光源能产生干涉的最大光程差 上节回顾 杨氏干涉实验： 掌握 双缝干涉的性质、条纹特点及应用 光强、光程差、条纹间距的计算和分析 理解 两点源在空间形成的干涉场 了解 其它分波前实验装置 干涉条纹的可见度： 掌握 可见度的定义、影响因素及相关概念 （临界／允许宽度、空间／时间相干性、相干长度、相干时间等） y O z k1 k2 k3 30o 30o §12.3 干涉条纹的可见度 P D S1 S2 S S? ?1 ?2 §12.3 干涉条纹的可见度 §12.3 干涉条纹的可见度 §12.3 干涉条纹的