分振幅干涉(等厚)ok.ppt

分振幅干涉, 薄膜干涉分振幅干涉,入射光束被薄膜分解为两束光,在空间交叠而形成干涉场,干涉区域：膜层表面、上方、下方、无穷远,Focus： 薄膜表面或表面附近的干涉场(定域中心) 膜层厚度均匀时远处的干涉场(定域中心),薄膜干涉的定域问题,在相干光波场的交叠区，由于时间相干性和空间相干性的影响，不同的干涉条件，干涉条纹的分布区域将受到影响，这就是干涉定域问题。,光源宽度的变化，空间不同区域干涉场的衬比度也变化，但存在一个特定区域，这里的衬比度下降最慢或始终不下降，衬比度不因光源扩展而降低的特定区域（曲面），为定域中心,薄膜干涉定域问题，实际上是光场空间相干性问题,Focus：薄膜表面或表面附近的干涉场；膜层厚度均匀时远处的干涉场,定域中心曲面在空间的位置与膜层几何特征有关,干涉区域：膜层表面、下方、无穷远,=0P定域中心曲面上一点,薄膜干涉中存在=0的情况,如果在相干光波的交叠区处处有干涉条纹，则这种干涉是非定域干涉。例如杨氏干涉装置，点光源照明下的薄膜干涉，都是不定域的。,如果在相干光波的交叠区，干涉条纹只是分布在区域中某些地方(反衬度最大区域1 定域中心) ，则这种干涉是定域干涉。例如扩展光源照明下的薄膜等厚干涉，干涉定域在薄膜表面附近；等倾干涉，定域在无穷远处或观察系统的焦平面上。,一、等厚干涉（厚度不均匀的薄膜干涉）,二、等倾干涉（厚度均匀的薄膜干涉）,2、牛 顿 环,1、劈尖干涉,P 薄膜表面,P 无穷远处,由结构找程差，以不变应万变,半波损失,垂直入射i=0,n1nn2; n1nn2 /2,n1nn2; n1nn2 /2,等厚干涉,1、劈尖干涉（空气隙劈尖）,明暗条件：,若 i=0 （平行光垂直照明）, 又n=1,同一厚度h对应同一级条纹等厚条纹,明（暗）条纹间距：,相邻明(暗)条纹对应厚度差：,测量尖劈角,（1）劈尖愈厚处 条纹级别愈高,（2）棱边处 h=0 对应着暗纹,讨论：,（3）相邻两明（暗）纹间对应的厚度差为,越小， 越大，条纹愈清晰,（4）相邻两明（暗）纹间距,（5）动态反应,（6）复色光入射得彩色条纹,h(平移提升），条纹移向棱边（厚度小的方向）, x, x ,定级考察m,等厚向“厚”看齐,白光入射,单色光入射,肥皂膜的等厚干涉条纹,劈尖干涉装置,应用举例：,劈尖的应用,测波长： 已知、n，测x可得,测折射率： 已知、，测x可得n,测细小直径、厚度、微小变化,测表面不平度,工件表面沿薄膜增厚的方向有突出物,?,向 “厚” 看齐,判断下图工件表面的平整程度,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” 端轻压,若发现等厚条纹间隔变宽,不规则表面,规则表面,R,2、牛顿环,明暗条件 :(空气隙）,（劈尖干涉的结果）,中心 暗点,舍去,在第m个暗环处相邻暗（或亮）的间距为,暗环半径比,“里疏外密”,测量球面半径R,? 平凸透镜向上移,条纹怎样移动?,? 白光入射条纹情况如何？,牛顿环装置简图,? 透射光条纹情况如何？,讨论：,（2）愈往边缘，条纹愈密,0 1 2 345,（1）牛顿环中心是暗点愈往边缘，条纹级别愈高,白光入射的牛顿环照片,（3）复色光入射，彩色圆环,（4）透射光与之互补,透射永无半波损,（5）动态反应,h缩入;h冒出,连续增加薄膜的厚度（定点提升）, 视场中条纹（见前分析）,1、中心点呈亮暗交替的周期性变化,2、（提升）各圆环均向中心点收缩而渐次“吞没”；（降低）各圆环渐次从中心 “吐出”,3、（提升或降低）各点引起的光程差变化均是相同的，故任意点（r固定）处条纹的间距并不改变，即条纹的整体形状及疏密保持不变,向“厚”看齐,牛顿环的应用, 测透镜球面的半径R, 测波长,已知 , 测 N、rN+m、rm ，可得R,已知R，测出N、 rN+m、rm， 可得, 检验透镜球表面质量,若条纹如图