光学教程第四版姚启钧著讲义课件.ppt

二、　主要应用： 迈克耳孙干涉仪的主要优点是它光路的两臂分的很开，便于在光路中安置被测量的样品.而且两束相干光的光程差可由移动一个反射镜来改变，调节十分容易，测量结果可以精确到与波长相比拟。所以应用广泛。它可用于精密测定样品长度和媒质折射率，研究光谱的精细结构等。现在迈克耳孙干涉仪的各种变型很多，它们在光学仪器制造工作中常用于对平板、棱镜、反射镜、透镜等各种元件作质量检测。 三、光学薄膜概述 光学薄膜：光学厚度在（可见）光源相干长度以内的介质薄膜。 分类：据光学介质薄膜所处环境介质的光学性质不同，可分为： 光密膜（n1 n2 n3）， 光疏膜（n1 n2 n3）， 过渡膜（n1 n2 n3 或 n1 n2 n3 ）等。 本分类方法适用于各种几何结构的光学薄膜。 (n2h) 光学厚度 h 几何厚度 外介质 n1 光学膜 n2 基底 n3 四、观察等倾干涉现象的典型装置 1.光学介质薄膜Thin-film 2.光源 Light 3.半反镜 Beam splitter 4.成像装置：透镜Lens或人眼 5.接收装置：屏幕Screen或视网膜 通常的实验中， n3 = n1 ，属于非过渡膜（光密膜或者光疏膜）情况。 五、单色点光源引起的等倾干涉现象 设： 则： 注意： 此即为一个半波损的情况，若有两次半波损，则结果调换之。 L f P o r B h n1 n1 n2 n1 i1 i2 A C D · · a2 a1 S i1 i1 i1 · · · 形状: 具有相同倾角 i1 的光线，在膜面上入射点的轨迹是一个圆，因此，典型装置之屏上的等倾条纹，是一系列同心圆环，圆环的的半径：r = f tg i1 ? f sin i1。垂直入射时，i1=0，r(i1=0)=0, 对应条纹中心。 六、单色发光平面所引起的等倾干涉条纹 i1 P i1 f o r h n1 n1 n2 n1 面光源 · · · 1.入射角度对干涉条纹的影响：? ? ? ?i? 凡入射角相同的就形成同一条纹，即同一干涉条纹上的各点都具有同一的倾角——等倾干涉条纹。 特点： （1）干涉花样是一些明暗相间的同心圆环； （2）h 一定时，干涉级数越高（j 越大），相当于i1越小； （3）等倾干涉条纹定域于无限远处（放透镜在焦平面上，否则无穷） （4）光源的大小对等倾干涉条纹的可见度并无影响。 2.薄膜的厚度对条纹的影响——越薄越易观察到条纹 可见：薄膜的厚度h越大，则i22-i2‘2 的值越小，亦即相邻的亮条纹之间的距离越小，即条纹越密，越不易辨认。 h ↑→条纹外移；h↓→条纹内移。 另：在透射光中，也可观察到等倾干涉条纹，但可见度很差。 　　　　　 七、应用 1.镀膜光学元件 目的：增加某中心波长附近的光的反射；增加其它中心波长附近的光的透射。 表现：光学元件镀膜后，在复色光下表面呈现准单色。 常见的镀膜光学元件： 增透膜：增加某波段光的通光量（照相机、望远镜、显微镜等助视仪器的镜头）。 增反膜：紫外防护镜、冷光膜、各种面镜。 干涉滤光片：从复色光中获得准单色光。 2. 解释自然现象 3. 产业应用中的术语 八、光疏膜的等倾干涉 与光密膜的不同之处： 由于光疏膜上表面的全反射，在单色点光源照射时，光疏膜下表面反射光线,不再象光密膜那样分布在整个膜的上半空间，而只是分布在锥角为 i1C的圆锥区域内。 i1c a1 c1 c2 a2 b1 b2 n1 n2 n3 （n1 n2 n3） 结论：在光疏膜等倾干涉圆条纹的外边缘处，可以观察到零级条纹，而中心是有限序的高级次。零级条纹之外是均匀照明区。 He-Ne激光照射两玻片间的空气膜,?=632.8nm, n3=n1=1.5,n2=1,设膜厚h=1582nm, 可求出该光疏膜等倾干涉圆条纹暗纹的最高级次jmax =5,结合条纹半径计算, 可模拟出如图所示的可能条纹分布. Jmax=5 jmin=0 1.8分振幅