工程光学-第12.4节 平板的双光束干涉.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 §12.4 平板的双光束干涉 分波前干涉存在的问题： 由于空间相干性限制： ? 光源大小有限 解决途径： ? 分振幅干涉： 平板的双光束干涉： 分光性质：振幅分割 工作原理：两个反射面对S的像 S1和S2为两干涉点源 §12.4 平板的双光束干涉 干涉条纹的定域性 非定域干涉：在空间任一点都能得到清晰的干涉条纹 定域干涉：只在某些确定区域才能产生干涉条纹 条纹的定域区：能够得到清晰干涉条纹的区域 §12.4 平板的双光束干涉 平行平板的等倾干涉 仍为双光束干涉： 光程差的计算： §12.4 平板的双光束干涉 平行平板的等倾干涉 仍为双光束干涉： 光程差的计算： §12.4 平板的双光束干涉 平行平板的等倾干涉 仍为双光束干涉： 光程差的计算： 1. 反射光干涉： ? 亮纹： 暗纹： 2. 透射光干涉： §12.4 平板的双光束干涉 平行平板的等倾干涉 平板干涉装置： 特点：采用扩展光源 ? 定域面无穷远 ? 条纹成像在透镜后焦面上 §12.4 平板的双光束干涉 平行平板的等倾干涉 条纹分析： 1. 倾角（?1?2）相同 ? 光程差相同 ? 称等倾干涉，条纹为同心圆环 2. 最大光程差在?1=?2=0 ? 最高干涉级在中心 但：中心不一定是最亮点 ? m0不一定是整数 ? 从中心往外数第N条亮纹的干涉级： §12.4 平板的双光束干涉 平行平板的等倾干涉 条纹分析： 3. 条纹的角半径： 第N条： 对比中心： §12.4 平板的双光束干涉 平行平板的等倾干涉 条纹分析： 4. 条纹间隔： 第m级： 相邻条纹： §12.4 平板的双光束干涉 平行平板的等倾干涉 条纹分析： 4. 条纹间隔： 相邻条纹： §12.4 平板的双光束干涉 平行平板的等倾干涉 【例】 在等倾干涉实验中，若照明光波的波长为600 nm，平板的厚度为22.7 ?m，折射率为n=1.5，问： 1）在反射光方向观察的圆条纹中心是亮还是暗？ 2）由中心向外计算，第4个亮条纹的半径是多少？ （观察望远镜物镜的焦距为20 mm） 3）第4个亮环处的条纹间距是多少？ §12.4 平板的双光束干涉 楔形平板的等厚干涉 定域面的位置： 1. 光源与楔板相对位置不同时定域面的位置不同 2. 楔板的角度越小，定域面离板越远 特例：楔角为0，即平行平板，定域面在无限远处 §12.4 平板的双光束干涉 楔形平板的等厚干涉 定域深度： 实际工作中光源并非无穷大，? 可以不是0 ? 干涉条纹不只局限在定域面，在定域面附近的区域里 也能观察到干涉条纹，该区域的深度称为定域深度 ? 人眼有自动调焦功能，观察比仪器方便 §12.4 平板的双光束干涉 楔形平板的等厚干涉 光程差的计算： 实际楔板厚度一般较小 楔角也不大 ? AB?AC ? 用平行平板公式近似： §12.4 平板的双光束干涉 楔形平板的等厚干涉 等厚干涉装置： 透镜L2的作用：将定域面成像在像平面上 应用实例： §12.4 平板的双光束干涉 楔形平板的等厚干涉 条纹分析： 1. 厚度相同 ? 光程差相同 ? 称等厚干涉，条纹与厚度分布有关 对于折射率均匀的楔形平板， 等厚条纹为平行于楔棱的直条纹 §12.4 平板的双光束干涉 楔形平板的等厚干涉 条纹分析： 2. 两条纹间厚度的变化： §12.4 平板的双光束干涉 斐索干涉仪 等厚干涉型的干涉系统称为斐索干涉仪 ? 常用于光学零件表面质量的检查 1. 激光平面干涉仪： 主要用途： 1）测定平板表面的平面度 和局部误差 §12.4 平板的双光束干涉 斐索干涉仪 等厚干涉型的干涉系统称为斐索干涉仪 ? 常用于光学零件表面质量的检查 1. 激光平面干涉仪： 主要用途： 1）测定平板表面的平面度 和局部误差 2）测量平行平板的平行度 和小角度光楔的楔角 §12.4 平板的双光束干涉 斐索干涉仪 等厚干涉型的干涉系统称为斐索干涉仪 ? 常用于光学零