光的干涉和干涉系统.ppt

结合前面?m的表达式，有?e=e，?1?0的中心区域里，自由光谱范围两式相比，得FP干涉仪光谱测量公式和自由光谱范围FP干涉仪的可测量最小波长差??m?若波长差过小，两组圆环的亮纹过于接近，可被误认为只有一组圆环可将两亮纹的位相间距?等于亮纹位相宽度b视为条纹恰可分辨的判据，即，两亮纹的角间距d?1与亮纹的角宽度??1m相等条纹间隔为01e02?03hm04hm-105相邻条纹对应的厚度变化06可将条纹理解为等高线07等厚条纹条纹间隔与波长有关用白光照明时，除了光程差为零的地方是白色条纹（零级条纹）以外，其它地方条纹将带有颜色当光程差增加到接近相干长度时，条纹消失，变成白色的均匀照明不同颜色代表不同的光程差白光照明时的等厚条纹共路干涉仪有很强的抗干扰能力非共路干涉仪的特点与共路干涉仪相反牛顿环观测装置和萨纳克干涉仪是共路干涉仪共路干涉仪的空间狭窄，安装、调整、更换被测件很困难外界扰动对两束光的影响一样，不会在干涉条纹中表现出来参与干涉的两光束在同一个光路中传播共路干涉的特点麦克尔逊干涉仪M1、M2其中之一为标准面，另一个为待测面当光源为白光时，加入补偿板C可消除B色散的影响系统可看成M1与M2的虚像M’2构成的平板单色点光源的迈克尔逊干涉仪称为泰曼－格林干涉仪AM2M1M’2SCBO21O’非定域条纹左图观察屏上是以O为中心的同心圆环簇右图观察屏上是近似直线簇AAOS2SBM2M1M’2S1OS2SBM2M1M’2S1将光源换成扩展光源01若M1和M’2平行，输出为等倾圆环，定域面在无限远02若M1和M’2相交成楔，且相交角度很小，输出为等厚条纹，是平行于楔边的周期性直条纹簇，定域面在楔面附近03若光源是白光，条纹是彩色的04定域条纹马赫－曾德干涉仪由B1产生两个平面波面W1和W2，若W’2是W2在B2的反射镜像，则O1可视为W1和W’2的叠加马赫－曾德干涉仪比麦克尔逊干涉仪更灵活，光束在两臂中传播只经过一次，定域面可以任意调节O1O2B2SW1B1M1M2W2W’2前面讨论平行平板的分振幅干涉时，仅考虑了前两个光束的叠加，是一个近似模型01两光束干涉在平行平板表面反射率低的时候是合理的02严格的分振幅干涉理论应适应各种表面反射率，必须考虑多光束效应03分振幅多光束干涉平行平板的多光束干涉若n1?n3，不对称；若n1=n3，对称对称平行平板的上下界面反射率均为R对称板的反射光束1，2，3，4与入射光强之比为?3?2?1n2Sh12341’2’3’4’n1n3透射光束1’，2’，3’，4’与入射光强之比为界面反射率较低，例如R＝0.041(1’)2(2’)3(3’)4(4’)相对反射光强0.040.0375.9?10-59.4?10-8相对透射光强0.92160.001472.3?10-63?10-9界面反射率较高，例如R＝0.91(1’)2(2’)3(3’)4(4’)相对反射光强0.90.0090.00730.0059相对透射光强0.010.00810.006560.00531R较低的时候，前两束反射光的强度很接近，其它光束则弱得多，只取前两束计算的误差很小；第一束透射光与其它透射光强度相差很大，只取前两束计算误差不能忽略2R较高的时候，情况正好相反3两光束干涉时，如有半波损失，把半波长加入光程差。多光束干涉时，此方法不再适用对称平行平板不同R的效果比较01界面上每次折反射的复振幅变化由菲涅尔系数决定，半波损失等相位变化自然包括在内相邻光束之间的光程差（相位差）只需考虑几何路径差，不必再写入半波损失，即02多光束分析的基本思路光从n1介质进入平行平板，在上界面的反射、折射系数标记为r1、t1相反方向的反射、折射系数标记为r’1、t’1光从平行平板进入n3介质，下界面的反射、折射系数标记为r2、t2相反方向的反射、折射系数标记为r’2、t’2入射光振幅为Ai32145多光束干涉的符号规定总透射光复振幅，，各透射光复振幅界面上相反方向传播的光波有关系不对称平行平板的透射系数为01总反射光复振幅02不对称平行平板的反射系数为各反射光复振幅不对称平行平板的透、反射率对称平行平板的透、反射系数对称平行平板n1＝n3＝n0，n2＝n。此时，r2＝r1’＝-r1，t2＝t1’，令T0＝t1