物理光学教程课件光的干涉

物理光学教程课件光的干涉第一页，共二十六页，编辑于2023年，星期三第三章光的干涉第二页，共二十六页，编辑于2023年，星期三多光束干涉分振幅多光束干涉界面反射率Ir1Ir2Ir3Ir4It1It2It3It40.04（未镀膜）0.040.0376×10-59×10-80.921.5×10-52.4×10-63.8×10-90.9（镀高反膜）0.99×10-37.3×10-55.9×10-50.018.1×10-56.6×10-55.3×10-5第三页，共二十六页，编辑于2023年，星期三平行平板的多光束干涉平行平板分光装置陆末—盖尔克板第四页，共二十六页，编辑于2023年，星期三平行平板的多光束干涉平行平板多光束干涉位相差相邻两束透射光之间的光程差对应的位相差对于多光束干涉，要求各相干光束强度相近，还必须保证相邻相干光束之间位相差为常数第五页，共二十六页，编辑于2023年，星期三平行平板的多光束干涉多光束干涉的强度分布设第一束透射光复振幅为a1，初位相为0，光波在平板两内表面间反射系数为r，相邻相干光束之间位相差为定域面上合振幅第六页，共二十六页，编辑于2023年，星期三平行平板的多光束干涉多光束干涉的强度分布干涉场强度反射光束干涉强度第七页，共二十六页，编辑于2023年，星期三平行平板的多光束干涉多光束干涉的强度分布ρ越大，亮纹越锐ρ越大，暗纹越锐第八页，共二十六页，编辑于2023年，星期三平行平板的多光束干涉相辐矢量法解释多光束干涉多光束干涉强度是Δφ的周期函数，周期为2πN束光干涉时，Δφ=2kπ时，合矢量是每束光相辐矢量的N倍，合强度是每束光强度的N2倍Δφ=2kπ+2π/N时，合矢量和合强度第一次下降为0，2π/N代表了多光束干涉亮纹的位相宽度第九页，共二十六页，编辑于2023年，星期三分振幅多光束干涉装置法布里—珀罗干涉仪两板间距离固定，则称为法—珀标准具第十页，共二十六页，编辑于2023年，星期三法布里—珀罗干涉仪干涉强度分布规律亮暗纹条件和强度亮纹条件亮纹强度暗纹条件暗纹强度反射率越趋近于1，ITm趋近于0，干涉条纹反衬度趋近于1第十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期三法布里—珀罗干涉仪干涉强度分布规律亮纹位置和间距（用角坐标表示）第m级亮纹角半径i=0对应的视场中心处有最大干涉级入射角i较小时候，任意i角处的m(i)第N条和第N+1条亮纹角半径和角间距分别为亮纹序号第十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期三法布里—珀罗干涉仪干涉强度分布规律亮纹宽度：亮纹中心两侧强度降低为最大强度一半的两点之间的间隔，常用表示，称为亮纹的位相宽度可求得b远小于2，近似有描述亮纹宽窄，可采用细度的概念（亮纹相对宽度的倒数）反射率越接近1，b越小，亮纹越细第十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期三法布里—珀罗干涉仪应用法珀的光谱分析应用测量波长实际测量中，移动F-P中靠近光源的平板，改变F-P中空气平板厚度，同时观察视场中干涉级的变化，根据视场中心附近干涉级变化测量波长第十四页，共二十六页，编辑于2023年，星期三法布里—珀罗干涉仪应用研究光源的光谱精细结构第十五页，共二十六页，编辑于2023年，星期三法布里—珀罗干涉仪应用法珀的光谱分析应用分析光谱精细结构（分光性能参数）色散分辨本领色散范围第十六页，共二十六页，编辑于2023年，星期三法布里—珀罗干涉仪应用色散：分光元件将光源中不同波长成分在空间分开程度的量度，通常用“角色散”或“线色散”表示角色散：使具有单位波长差的两光谱成分在空间分开的角度在波长附近，波长差为d的两种光波的第m级主亮纹在空间分开的角度线色散：使具有单位波长差的两光谱成分在观察面上分开的线距离减小空气层厚度和增大干涉级m，是增大法珀干涉仪色散的主要途径第十七页，共二十六页，编辑于2023年，星期三法布里—珀罗干涉仪应用分辨本领：表征仪器能分辨波长差多小的两种光谱成分的能力，是光谱仪器的主要参数第十八页，共二十六页，编辑于2023年，星期三法布里—珀罗干涉仪应用分辨本领：表征仪器能分辨波长差多小的两种光谱成分的能力，是光谱仪器的主要参数确定最小可分辨波长差的判据：|i|>|i|时，两亮纹和强度曲线有两个峰值，容易分辨|i|=|i|时，合强度曲线中心凹陷消失，成为近似平顶分布，这种情况认为刚刚能够分辨两个靠近主亮纹的临界状态将|i|=|i|作为法珀干涉仪的分辨判据，可求出最小可分辨波长差法珀干涉仪的分辨本领第十九页，共二十六页，编辑于2023年，星期三法布里—珀罗干涉仪应用色散范围：自由光谱区的最大宽度，表示各级主亮纹在空间刚好不发生交叉重叠的光源光谱范围法珀的色散范围各级主亮纹刚好不发生交叉的条件：同一级主亮纹的最大带宽刚好等于平均波长成分的亮纹间距。即长波成分的第m级主亮纹刚好与短波成分的第m+1级主亮纹重叠第二十页，共二十六页，编辑于2023年，星期三法布里—珀罗干涉仪应用干涉滤光片干涉滤光片透射光波的光谱是一种沟槽光谱第二十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期三法布里—珀罗干涉仪应用干涉滤光片性能参数透射中心波长透射光谱半宽度峰值透射率透射中心波长可能不止一个以上公式为正入射情况，思考：如果光波斜入射，上述参数有何变化？第二十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期三干涉习题（2004考研）图为干涉滤光片示意图，其中B1和B2为玻璃片基，F1和F2为高反射膜，A是折射率为n，厚度为d的透明介质薄膜。解释此干涉滤光片的作用和工作原理；推导取得强度极大值的透射光波的波长

N所满足的条件；设透明介质的材料为氟化镁，n=1.38，要求=550nm的绿光基本无衰减地通过干涉滤光片，求介质膜A的最小厚度dmin。B1F2F1AB2第二十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期三干涉习题FP标准具的间距h=1cm，标准具放置在两个焦距同为f=15cm的透镜L1

和L2

之间，光源是波长λ=0.49μm的单色扩展光源，光源直径d=1cm，位于L1

的前焦面，观察屏位于