1、School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University第四章 干涉裝置與光場時空相干性 激光4.1 分波前干涉裝置4.2 光源寬度對干涉場襯比度的影響4.3 光場的空間相干性4.4 薄膜干涉4.5 邁克耳孫干涉儀4.6 非單色性對干涉場襯比度的影響4.7 傅立葉變換光譜儀4.8 光場的時間相干性4.9 多光束干涉 法布里珀羅干涉儀4.10 激光4.11 強度相關實驗 中子束干涉實驗School of Physics & Telecommunication Engineerin

2、g South China Normal University4.1 分波前干涉裝置 分波前法： 將波前在橫向分為兩部份 楊氏雙縫干涉 分振幅法 將光能流分為兩部份：反射與透射部份 薄膜干涉、邁克耳孫干涉儀、多光束干涉School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University分波前干涉一般性結構 條紋間距公式dDxSchool of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University幾種分波前

3、干涉裝置 菲涅耳雙面鏡 菲涅耳雙棱鏡 勞埃德鏡 對切透鏡School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University說明 狹縫光源 目的：增加亮度 如何取向？ 衍射效應 亮條紋不是等亮度的 衍射因子的調制School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University干涉條紋的變動 動態變化為了精密測量 影響因素： 光路中媒質的變化 裝置結構的變化 光源的移動 本質：光程差的改變 某固定點

4、干涉條紋的變化 某級干涉條紋的變化0)(NL School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University精密測量 例題2 試管長度：2cm 折射率變化：0.0005893 條紋移動數量20School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University點源位移導致條紋移動QAx0R1R2S2S1r2r1xOODR考察0級干涉條紋)()()()( 21122211rrRRrRrR即傍軸近似

5、下有：xDdrrxRdRR21012 x0 x得：0 xRDx 條紋數00 xRddDxRDxxNdd=2mm, R=15cm, =600nm, x0=1mmN=22.2School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University4.2 光源寬度對干涉場襯比度的影響 擴展光源： 實際中的、有一定幾何限度或面積的光源； 可認為是大量點源的集合： 各點源各自形成一組干涉條紋； 各點源之間沒有相干性； 各組干涉條紋之間是非相干疊加 用襯比度來描述干涉場的相干性g1 完全相干g0 完全非相干0gL0 非相干 LL0 部分相干 L0 近乎完全相干 描述了光場縱向的相干性 特征值： 普通氣體激光光源：t0 10-9s，L0 30cmSchool of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University4.8 光場的時間相干性 結果：準單色、譜線有一定寬度； 時間相干性反比公式：0L10t或School of Physics & Telecommunication Engineering South China Normal University光場的時空相干性總結 光源的空間擴展