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文档简介

1、激光的时间相干性激光的时间相干性课程名称：激光原理与技术课程名称：激光原理与技术主讲人：李永大主讲人：李永大 单位：浙江工贸职业技术学院单位：浙江工贸职业技术学院激光的时间相干性激光的时间相干性1. 1. 教学目标教学目标 初步了解时间相干概念以及激光的时间相干性初步了解时间相干概念以及激光的时间相干性相干时间 ：光源在不大于 的两个不同时刻发出的光经过 不同路程在空间会合，尚能发生干涉，则称这 两部分光具有时间相干性. 称为相干时间时间相干性的实验演示麦克尔逊干涉仪1）理想单色光 光束1和光束2为相同频 率的理想平面单色波 迈克尔逊干涉仪光路图ccc2. 2. 学习内容学习内容a)相位相同

2、当M1和M2分别到G中心处的距离相等，光程差 =0,两束光同时到达P中心处，由于位相相同,干涉后电矢量振幅为A=2A1，强度为 + =214IALb)相位相反 若M1不动，M2沿光传播方向移动 ,两束光到达P中心处的光程差 = ,两束光的位相相反,迭加后电矢 量振幅为A=0，强度I为0 4lL2l =0 + 同理，若M1不动，M2沿光传播方向移动 ,两束光到达P中心处的光程差 ,两束光的位相相同干涉强度为峰值。结论： 若M1固定，M2沿传播方向走过一段距离 ,P中心的干涉强度强度I将明暗变化一周。令待测物体长度为Z,M2镜沿传播方向从待测物体一端平移到另一端，若光强I正好亮暗交替m周，则两束光

3、到达屏P中心的光程差 ,而待测长度Z= 。 即在这种测量方法中，实质是以单色光的的波长为尺进行长度测量。 L m2mL 22l2)实际光源 一切光源都是非单色的，有一定的波长宽度 ,考虑波长从 到 范围，两束光干涉后强度达到峰值的光程差 的数值因波长而异。 （波长从 到 范围的光屏P中心合成强度随光程差 的变化）()2()2LmL()2()2L不同波长的光在屏中心处的亮暗交替强度随光程差 的变化（图示的两条线分别属于 和 ）当光程差达到某一个数值 时,波长为 的第（k+1）个强度峰值和 的第k个强度峰将重合在一起，此后，光程差 再增加，而在屏P中心处已不能再观察到合成强度明暗交替的现象。L()

4、2()2maxL()2()2L波长差为 的光能在屏P中心处形成和强度明暗交替的条件是：因 由上式可得（通过合理的近似关系） (3)由此可见，用迈克尔逊干涉仪测量物体长度时，也有一个最大的可测长度Zmax,即m ax(1)()()22LLkk k2maxLmaxmax2LZ 因此光波中心波长 一定时，其波长宽度 越窄，最大可测长度 也越大。例：氪的同位素86（Kr86）的波长为6057 低温宽度 最大可测长度 Zmax=38.5cm 氦氖激光器波长为6328 ,宽度 最大可测长度Zmax可达几十公里 A0.047 AA710AmaxZ3. 3. 小结小结 激光的单色性与时间相干性对很多激光的单色性与时间相干性对很多 应用应用 具有十分关键的影响。具有十分关键的影响。4.

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