深圳大学精品课程：《光学 Optics》教学资源（PPT课件）第三章 干涉装置和光场的时空相干性 Interferometer Temporal-spatial Coherence of Optical Field 3.2 分振幅干涉装置

第三章干涉装置 光场的附空相干性 Chap 3 Interferometer Temporal-spatial Coherence of Optical Field 主讲人:李玲教授

主讲人：李玲教授

分振幅干涉装置

知识点： 1.薄膜干涉 2.迈克耳孙干涉仪 3.光波场的时间相干性

1.薄膜干涉 等厚干涉:薄膜上厚度相等的各点干涉条纹特征相同 明条紋中心:2n,h± 暗条紋中心:2n2h±=(2/ 条纹间距:△ M1M0

2 2 2 n h j  明条纹中心：  =  2 2 (2 1) 2 2 n h j   暗条纹中心：  = + 等厚干涉：薄膜上厚度相等的各点干涉条纹特征相同  h n1  n2 n3 条纹间距: 1 2 2 j h n   =  = 2 2 l n   =

牛顿环:平凸透镜将凸面放置在平板玻璃上。透镜凸 面半径米的量级,与平板玻璃之间形成很薺的空气陳 。光垂直入射到透镜的平面上形成同心圆形等厚干涉 条紋。 C R 黄光牛顿环条紋

牛顿环：平凸透镜将凸面放置在平板玻璃上。透镜凸 面半径米的量级，与平板玻璃之间形成很薄的空气隙 。光垂直入射到透镜的平面上形成同心圆形等厚干涉 条纹。 h  C R r 黄光牛顿环条纹

等倾干涉:在嶙膜上不同入射点但入射角1相同 的光属于同一级条纹。 幕 透镜 光源 半反射镜 薄膜

等倾干涉：在薄膜上不同入射点但入射角i1 相同 的光属于同一级条纹

等倾干涉中心条紋 垂直入射 △L=2nnh± 级次最高 2 蓐膜厚度h增加,圆环条紋向外膨胀 薄膜厚度h减小,圆环条紋向内收縮

等倾干涉中心条纹 2 , 2 2 L n h   =  垂直入射 级次j最高 薄膜厚度h增加，圆环条纹向外膨胀 薄膜厚度h减小，圆环条纹向内收缩

应用增透膜和高反膜 在成像光学仪器中,为矫正各种像差,往往采用复合透镜 这带来的坏处是增加了光传播时遇到的表面的个数,而 每个表面总会因反射损失大约5%的光能。当表面很多时 这种损失是不可容忍的。而且,反射光作为杂散光将影响 成像质量。怎么办? 镀膜!

在成像光学仪器中，为矫正各种像差，往往采用复合透镜 。这带来的坏处是增加了光传播时遇到的表面的个数，而 每个表面总会因反射损失大约5%的光能。当表面很多时， 这种损失是不可容忍的。而且，反射光作为杂散光将影响 成像质量。怎么办？ 应用 增透膜和高反膜 镀膜！

增透膜(低膜):1ng 反射光干涉相长h=0 4n 心镀膜恿是针对某一特定波长的。 注意∶☆以上的讨论对象为蕈层膜,效杲往往不能满足需 要。可以使用多层膜达到更高的工艺要求

增透膜（低膜）： 1、反射光干涉相消 2、两束相干光振幅相等 ❖镀膜总是针对某一特定波长的。 ❖以上的讨论对象为单层膜，效果往往不能满足需 要。可以使用多层膜达到更高的工艺要求。 1 2 g n n n   0 2 4 h n  = 2 1 g n n n = 高反膜（高膜）： 反射光干涉相长 1 2 g n n n   0 2 4 h n  = 注意：

例题:一東平行白光垂直投射到置于空气中的厚度 灼匀的折射率为n=1.4的嶙膜上,发现反射光谱中 出现波长为400mm和600mm的两条暗线(△j=1),求 此莓膜的厚度? 解:产生相干的两束反射光有半波损,光程差为 h n △L=2nh 且由于只有两条暗线,因此两个波长的相消级次应当差一个级次。 有:2m-=(j+)12mh-=(j-)2 2mh=(j+1)4 2mh=几2 得:j2=(+1)

例题：一束平行白光垂直投射到置于空气中的厚度 均匀的折射率为n=1.4的薄膜上，发现反射光谱中 出现波长为400nm和600nm的两条暗线（j=1)，求 此薄膜的厚度？ 解：产生相干的两束反射光有半波损，光程差为 2 2 L nh   = − 且由于只有两条暗线，因此两个波长的相消级次应当差一个级次。 有： 1 1 1 2 ( ) 2 2 nh j  − = +  2 2 1 2 ( ) 2 2 nh j  − = −  2 ( 1) nh j = + 1 2nh j = 2 得： 2 1 j j   = + ( 1)