深圳大学精品课程：《光学 Optics》教学资源（PPT课件）第二章 波动光学基本原理 Basic Principles of Optical Waves 2.4 分振幅双光束干涉

第二章畝动光学基本原理 nap. 2 Basic Principles of Optical Waves 主讲人:李玲教授

主讲人：李玲教授

分振幅双光束干涉

知识点 1等厚干涉 2等倾干涉

等厚干涉

1.薺膜干涉概述 蓐膜干涉是一种常见的自然现象 肥皂饱、油薄膜、氧化膜、滤波片

薄膜干涉是一种常见的自然现象 肥皂泡、油薄膜、氧化膜、滤波片…… 1.薄膜干涉概述

一个点光娠发射一赇面波,照明一透明膜层,经膜层上下表面反 射,入射光被分解为两東光,在空间交叠区(膜层下方,膜层表面 ,膜层上方,∞远)形成干涉场。 D B 薄膜干涉场 C 这些光是将原入射光的能量(振幡)分为几部分得到的 ,被称为分振幅( Amplitude splitting)干涉

一个点光源发射一球面波，照明一透明膜层，经膜层上下表面反 射，入射光被分解为两束光，在空间交叠区(膜层下方，膜层表面 ，膜层上方，远)形成干涉场。 这些光是将原入射光的能量（振幅）分为几部分得到的 ，被称为分振幅(Amplitude splitting)干涉

我们重点关注两处的干涉炀 厚度不均勺囌膜表面的一等厚条紋( equal thickness interference) 膜层厚度灼匀远处的一等倾条紋( equal inclination interference) 反射光c1 单色平行光A c∥反射光a ny h h

我们重点关注两处的干涉场 ➢厚度不均匀薄膜表面的--等厚条纹(equal thickness interference) ➢膜层厚度均匀时,远处的--等倾条纹(equal inclination interference) 1 n n2 3 n h L 1 F 2 1 i 2 i S * 单色平行光  · a c h n2  C n1 n3 反射光c1 反射光a2

2等厚干涉光强分布规律 对于厚的且厚度不等的膜,空间相干性和时间相干性极差,所 以我们只讨论膜很薄(夹角很小)的情况 O:10-4~1035rad Cr、a2两東反射光来自 同一束入射光,它们可 S 以产生干涉。 k 反射光c1 例如在膜面上(C点), 单色平行光元 c/反射光 对应的尾度为h的点上 h C1、a2两束反射光相干加 n 6 ,就可行成明暗条纹

2.等厚干涉光强分布规律 S * 单色平行光  · a c h n2  C n1 n3 反射光c1 反射光a2 10 ~10 rad ： −4 −5  对于厚的且厚度不等的膜, 空间相干性和时间相干性极差,所 以我们只讨论膜很薄(夹角很小)的情况. 例如在膜面上（C 点）， 对应的厚度为 h 的点上 c1、a2两束反射光来自 同一束入射光，它们可 以产生干涉。 c1、a2 两束反射光相干叠加 ，就可行成明暗条纹

反射光c1 单色平行光A c/反射光 蓐膜上相遇点光强为: n,6 1=UU*=42+A2+2A1A12cos 式中=2-91=△L 为两光波在相遇点的相位差

薄膜上相遇点光强为： 为两光波在相遇点的相位差. 式中 2 2 * 2 cos 1 2 1 2 I UU A A A A = = + +  2 1    = − = k L S * 单色平行光  · a c h n2  C n1 n3 反射光c1 反射光a2

C 2 h B 3(设n2>n1) 作AD⊥CDAL=n2(AB+BC)-nCD 若θ很小且膜很薄。对C点有 AL 2 2hn,/cosi2 -n,(2h tani)sini 2hn,/cosi,-n,(2hsini,/cosi)sini, = 2hn,/cosi2-2hn, (1-cosi2)/coS i2 2hn cos

 A n2 n1 n3 ( 设 n2 > n1 ) a c 1 c 2 a B 1 i 2 i C D h 作 AD ⊥CD  = + − L n AB BC n CD 2 1 ( ) 若  很小且薄膜很薄，对C 点有   − L hn i n h i i 2 / cos (2 tan )sin 2 2 1 2 1 = − 2 / cos (2 sin / cos )sin hn i n h i i i 2 2 2 2 2 2 2 = − − 2 / cos 2 (1 cos ) / cos hn i hn i i 2 2 2 2 2 = 2 cos hn i 2 2