物理光學(xué)A-第四章 多光束干涉與光學(xué)薄膜

Chapter4.多光束干預(yù)與光學(xué)薄膜4.1平行板的多光束干預(yù)4.2Fabry-Perot干預(yù)儀4.1平行板的多光束干預(yù)光波的疊加原理，觀察屏上的波前函數(shù)為：觀察屏上光強(qiáng)分布：求解多光束干預(yù)要解決的關(guān)鍵問題：

各個(gè)波前函數(shù)之間的關(guān)系－－振幅關(guān)系和相位關(guān)系振幅關(guān)系：反射光透射光相位關(guān)系，不計(jì)相位突變反射光透射光等比數(shù)列之和：總的反射光和透射光：反射光光強(qiáng)：能流反射比R越大，精細(xì)度系數(shù)F越大。條紋越細(xì)銳當(dāng)R→1時(shí)，F(xiàn)特別大，透射條紋幾乎是全黑的背景上的一組很細(xì)的亮條紋，特別容易觀察。〔反射光條紋：全亮背景的暗條紋不宜觀察〕所以，多用透射光的多束光干預(yù)法布里-珀羅干預(yù)儀(F-P)*注意：G1，G2板可移動(dòng)—光程可調(diào)一.結(jié)構(gòu)基本裝置圖精確平行鍍多層膜避免干擾，不平行有微小角度5—30原理圖振幅遞減法布里-珀羅干涉儀相鄰兩束光的光程差相鄰兩束光的相位差若考慮鍍膜和金屬內(nèi)表面反射相鄰兩束光的相位差二.作為光譜儀的分光特性F-P干預(yù)儀：作為光譜儀，用于分析譜線的超精細(xì)結(jié)構(gòu)1.色散本領(lǐng)即：光譜儀將不同波長(zhǎng)的譜線在位置上分開的能力F-P干涉儀的第m級(jí)亮紋定義：角色散本領(lǐng)在同一級(jí)亮紋中波長(zhǎng)相差為一個(gè)單位的譜線所分開的角距離*不同譜線中心的位置差異2.色分辨本領(lǐng)*每一譜線本身的寬度兩譜線同一級(jí)強(qiáng)度恰能分辨的泰勒(Taylor)判據(jù)即在剛能分辨時(shí)，兩亮紋中心的距離恰等于每一亮紋的角半寬度第m級(jí)譜線中可以分辨的兩譜線的最小波長(zhǎng)間隔—分辨極限定義：色分辨本領(lǐng)提高A：(1)

增大

m

(2)提高

R3.自由光譜范圍色散效應(yīng)使不同波長(zhǎng)的光譜分開分散后條紋各級(jí)交疊光譜范圍較大限制各色光干涉極大不發(fā)生級(jí)次交疊的最大波長(zhǎng)范圍自由光譜范圍：重疊亮紋條件：波長(zhǎng)為

色光第

m級(jí)與波長(zhǎng)為

色光的第

m+1級(jí)亮環(huán)的角距離由角色散三.F-P干預(yù)儀作為濾光器的選頻作用非單色光正入射同一方向透射，光程差為2nh干涉效應(yīng)透射極大干預(yù)濾光片：一對(duì)互相平行的高反射率標(biāo)準(zhǔn)平面濾波器(干預(yù))主要參數(shù)特征1.中心波長(zhǎng)和中心頻率中心波長(zhǎng)—可以形成透射干涉極大的波長(zhǎng)中心頻率各中心頻率等間距分布，頻率間隔注意：(1)每一透射譜線為一個(gè)縱模(2)改變

h

調(diào)頻率間隔特性：干預(yù)濾波片能從入射寬帶光中挑選出一系列離散的透射中心波長(zhǎng)，并大大壓縮其線寬，以某種方式取出的一個(gè)單一縱模，輸出單色性將大大提高。輸入輸出F-P干涉儀的選頻作用2.透射譜線的半值寬度相差公式代入半強(qiáng)相位寬度，得中心波長(zhǎng)為

m

的譜線用波長(zhǎng)表示的半值寬度：用頻率間隔表示為：求微分取絕對(duì)值小結(jié)：F-P光譜超情細(xì)結(jié)構(gòu)分析雙層膜和多層膜右圖為一在玻璃基片上涂鍍的雙層膜系，上膜層的厚度和折射率分別為h1和n1