物理光学：第二章第三节干涉条纹的可见度-

第三节干涉条纹的可见度

thevisibility(contrast)ofinterferencefringesK表征了干涉场中某处干涉条纹亮暗反差的程度。干涉场某点附近干涉条纹的可见度(Visibility,

Contrast)定义：1、若I1=I2，IM=4A12=4I1（I2），Im=0，则，V=1；2、若I1﹥﹥I2，IM≈Im，则，V=0。由此可知，相干叠加的两光波光强不能相差太大。当V≥0·7时，条纹为可见状态。讨论：影响干涉条纹可见度的主要因素是两相干光束的振幅比,光源的大小和光源的非单色性。一、两相干光束振幅比

的影响设计干涉系统时应尽可能使K=1,以获得最大的条纹的可见度二、光源大小(宽度)

的影响和空间相干性相干性（Coherence）相干性与干涉（Coherence&interference）xI多组条纹的叠加实际光源总有一定的大小,通常称之为扩展光源.这时光源可以看作是许多不相干点源的集合.叠加后干涉条纹的可见度下降1、光源宽度对条纹可见度的影响(扩展光源)Pr1r2OS1S2S'S0x'1r'2r'S''dx'cdbβlDl1l2x图12-81）光源的临界宽度：条纹可见度为0时的光源宽度2）光源的允许宽度：能够清晰地观察到干涉条纹时，允许的光源宽度(K=0.9)对一定的光源宽度b，称光通过S1和S2恰好不发生干涉时所对应的这两点的距离为横向相干宽度;通过这两点的光具有空间相干性。2、空间相干性（SpatialCoherence)若通过光波场横向两点的光在空间相遇时能够发生干涉，则称通过空间这两点的光具有空间相干性。θ1S2x'ebcβLDxS1ωOd当光源是点光源时，所考察的任意两点S1和S2的光场都是空间相干的，当光源是扩展光源时，光场平面上具有空间相干性的各点的范围与光源的大小成反比。对于一定的光波长和干涉装置，当光源宽度b较大，且满足时，通过S1和S2两点的光将不发生干涉，因而这两点的光场没有空间相干性。我们从另一个角度考察光的空间相干性范围。对一定的光源宽度b，通常称光通过S1和S2恰好不发生干涉时所对应的这两点的距离为横向相干宽度，以d表示，调节d的大小，观察什么时间条纹消失，此时

满足d＝λ，测量d，就可以计算出星体角直径。12L是望远物镜,D1和D2是两个光阑的阑孔中心,M1,M2,M3和M4是反射镜。三、光源非单色性的影响和时间相干性1、光源非单色性对条纹可见度的影响12－12为总的干涉条纹的光强分布由于波长范围内的每一波长的光均形成各自一组干涉条纹，而且各组条纹除零级以外，其它各级条纹互相间均有一定位移，所以各组条纹非相干叠加的结果会使条纹的可见度下降（b）为间各波长的光的干涉条纹随光程差变化可见度降为零时的干涉级与该干涉级当的第j级与的第m+1级重合时，对应的光程差，称为相干长度当波长为的第j级与波长的第j+1级条纹重合时，条纹的可见度降为零，无法观察到条纹。★概念由于光源总是具有一定的宽度的，可以把它看成由很多线光源构成，各个线光源在屏幕上形成各自的干涉图样，这些图样间有一定的位移，它们的非相干叠加使总的干涉图样模糊不清，这就是光源的线度对条纹可见度影响的物理机理。★图示讨论：相干长度(coherencelength)：对于光谱宽度为（或k）的光源能够产生干涉的最大光程差，即相干长度.它与波列长度相一致。衡量单色性好坏的物理量是谱线宽度00II0I0

/2谱线宽度2、时间相干性(TemporalCoherence)相干时间t：光通过相干长度所需的时间。时间相干性：若同一光源在相干时间t内不同时刻发出的光,经过不同的路径相遇时能够产生干涉，则称光的这种相干性为时间相干性。