现代光学课件10

1、School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University第四章 干涉装置与光场时空相干性 激光4.1 分波前干涉装置4.2 光源宽度对干涉场衬比度的影响4.3 光场的空间相干性4.4 薄膜干涉4.5 迈克耳孙干涉仪4.6 非单色性对干涉场衬比度的影响4.7 傅立叶变换光谱仪4.8 光场的时间相干性4.9 多光束干涉 法布里珀罗干涉仪4.10 激光4.11 强度相关实验 中子束干涉实验School of Physics & Telecommunication Engineerin

2、g South China Normal University4.1 分波前干涉装置 分波前法： 将波前在横向分为两部份 杨氏双缝干涉 分振幅法 将光能流分为两部份：反射与透射部份 薄膜干涉、迈克耳孙干涉仪、多光束干涉School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University分波前干涉一般性结构 条纹间距公式dDxSchool of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University几种分波前

3、干涉装置 菲涅耳双面镜 菲涅耳双棱镜 劳埃德镜 对切透镜School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University说明 狭缝光源 目的：增加亮度 如何取向？ 衍射效应 亮条纹不是等亮度的 衍射因子的调制School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University干涉条纹的变动 动态变化为了精密测量 影响因素： 光路中媒质的变化 装置结构的变化 光源的移动 本质：光程差的改变 某固定点

4、干涉条纹的变化 某级干涉条纹的变化0)(NL School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University精密测量 例题2 试管长度：2cm 折射率变化：0.0005893 条纹移动数量20School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University点源位移导致条纹移动QAx0R1R2S2S1r2r1xOODR考察0级干涉条纹)()()()( 21122211rrRRrRrR即傍轴近似

5、下有：xDdrrxRdRR21012 x0 x得：0 xRDx 条纹数00 xRddDxRDxxNdd=2mm, R=15cm, =600nm, x0=1mmN=22.2School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University4.2 光源宽度对干涉场衬比度的影响 扩展光源： 实际中的、有一定几何限度或面积的光源； 可认为是大量点源的集合： 各点源各自形成一组干涉条纹； 各点源之间没有相干性； 各组干涉条纹之间是非相干叠加 用衬比度来描述干涉场的相干性g1 完全相干g0 完全非相干0gL0 非相干 LL0 部分相干 L0 近乎完全相干 描述了光场纵向的相干性 特征值： 普通气体激光光源：t0 10-9s，L0 30cmSchool of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University4.8 光场的时间相干性 结果：准单色、谱线有一定宽度； 时间相干性反比公式：0L10t或School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University光场的时空相干性总结 光源的空间扩展