平行平板的多光束干涉及其用1

1、第六节第六节 平行平板的多光束干涉平行平板的多光束干涉及其应用及其应用主要内容 平行平板的多光束干涉 法布里珀罗干涉仪 光学薄膜与干涉滤光片平行平板的多光束干涉（一）（一） 干涉场的强度分布公式干涉场的强度分布公式( )2( )4( )6( )( ) ,( ) ,( ) ,( ) ,iiiitt att ratt ratt ra12n0nn0hwppll透镜焦平面上产生多光束干涉相邻两支光的光程差所引起的相位差为：24cosnh( )( )1( )2( )2( )4( )23( )2(1)( )(1)( ),( ),( ),( )titiitiitpii ppatt aatt raeatt r

2、aea tt raer，tr ， ta(i)透射光的复振幅为：透射光振幅分别为：合成波透射光在p点复振幅：( )( )2( )1tiittaare( )( )( )*( )211sin2tttiiaaif振幅反射系数和透射系数满足：22111rrttrttr 和p点光强为：241f其中( )( )( )*( )211sin2tttiiaaif241f为 精 细 度 系 数其中透射光在p点的光强：反射光在p点的光强：2( )( )( )*( )2sin21sin2rttifiaaif( )( )( )rtiiii（二）干涉条纹的特点（二）干涉条纹的特点221mm和m=0, 1, 2,其相应的透射

3、光干涉光强为：( )( )11titimmiiiif和平行平板的多光束干涉如双光束干涉一样，仍是等倾条纹，其亮纹和暗纹分别为：结论：不论对透射光还是反射光，形成亮纹和暗纹的条件与结论：不论对透射光还是反射光，形成亮纹和暗纹的条件与 双光束完全相同，因此条纹的位置相同。干涉场的对比度由双光束完全相同，因此条纹的位置相同。干涉场的对比度由界面的反射比来确定。界面的反射比来确定。 不同反射率下透射光强度与位相差关系 不同反射率下反射光与位相差的关系（三）干涉条纹锐度和精细度（三）干涉条纹锐度和精细度( )( )/tiii2m10.5条纹的半宽对m级条纹，两个半强度点的相位差分别是：42(1)f222

4、2mm和带入透射光强公式，可解得条纹的相位差半宽或者锐度条纹的精细度：相邻条纹相位差与条纹锐度之比：21f2s =当反射比越大，锐度越小，精细度越大，条纹越细锐。法布里珀罗干涉仪 fabry-prot interferometer 为了得到十分狭窄、边缘清晰、十分明亮的干涉条纹，采用位相差相同的多光束干涉系统。一、实验装置面光源 s 放在透镜l1的焦平面上 。接收屏s放在透镜l2的焦平面上。透明板g1/g2，其相向的平面上镀有高反射膜，要求镀膜表面很平（两反射平面的平面度不超过1/201/100波长）。不变，法布里珀罗标准具。改变，法布里珀罗标准干涉仪。12ggh法布里珀罗标准具的干涉花样 光

5、源 s发出的光在gg之间多次反射，透出的平行光在l2的焦平面上形成等倾干涉条纹 与迈克耳孙干涉仪的比较 相当于迈克耳孙等倾干涉，相邻两透射光的光程差表达式与迈克耳孙干涉仪的完全相同，所以条纹的形状、间距、径向分布很相似。相同点：不同点：迈克耳孙干涉仪为等振幅的双光束干涉（为什么？）法布里珀罗干涉仪为振幅急剧减少的多光束干涉亮条纹极其细锐fp干涉仪的应用 测量非常接近的两条光谱线的波长差 设=2-1，= (2+1)/2，被测量的2和1的亮纹级数为m2和m1，m= m2- m1，条纹间隔e， m2和m1纹的间隔e 由m=2h/(12)=e/e，得到= e 2/(2he)e= e时的= () s.r= 2/(2h)自由光谱范围 ee二：激光谐振腔二：激光谐振腔一、精细光谱分析一、精细光谱分析多光束干涉原理在薄膜理论中的应用多光束干涉原理在薄膜理论中的应用 薄膜：在玻璃或金属等基片的光滑表面上，用物理、化学方法