等傾干涉第1頁1等厚干涉第2頁2§11－5經(jīng)典雙光束干涉系統(tǒng)及其應用一、經(jīng)典干涉系統(tǒng)1、斐索干涉儀：等厚干涉型干涉儀（光學零件表面質量檢驗）a表面不平度L3GL2PQL1激光平面干涉儀H第3頁34Dh(2)相鄰條紋相鄰兩亮紋或暗紋對應光程差之差都為l，所以從一個條紋過渡到另一個條紋，平板厚度改變

第4頁5（3）條紋間距（4）a（5）與楔角成反比與波長成正比第5頁球面干涉儀PLQDhR1R2PQ第6頁6等厚條紋觀察裝置等厚干涉應用——光學零件表面檢驗第7頁等厚條紋觀察裝置牛頓干涉儀壓環(huán)外擴：要打磨中央部分壓環(huán)內(nèi)縮：要打磨邊緣部分第8頁（1）屬于等厚干涉（2）干涉光束，一個來自標準反射面，一個來自被測面。

（1）光程差與厚度關系。（2）厚度改變與條紋彎曲方向關系。（3）干涉面間距改變與條紋移動關系。條紋分析：注意應用百分比關系基本特點：重點掌握：測量表面平面度、局部誤差應用：測量平板平行度和楔角第9頁92、邁克爾遜干涉儀（1881）（1）系統(tǒng)結構，（2）M1或M2垂直于光線移動時對條紋影響。特點：M1和M2垂直時是等傾干涉，板厚度很小，楔角不大為等厚干涉，不然是混合型條紋。掌握：第10頁10條紋改變h增大時，條紋外冒，變密

h減小時，條紋內(nèi)縮，變疏

等傾干涉等厚干涉h增大時，條紋向膜較薄方向移動h減小時，條紋向膜較厚方向移動M1走過距離視場中心移過條紋數(shù)目單色光波長混合條紋第11頁11雙臂式分振幅干涉儀邁克耳遜干涉儀觀察等傾干涉第12頁雙臂式分振幅干涉儀邁克耳遜干涉儀觀察等厚干涉第13頁邁克爾遜干涉儀薄片厚度測量原理若放入薄片前，雙臂光程靠近于0，則有第14頁邁克爾遜干涉儀相干光程測量原理相干光程是產(chǎn)生能夠分辨干涉條紋二相干光束間最大光程差，它由光源非單色性限定。只要測得能夠分辨條紋最高干涉級，即可得到相干光程。第15頁DS優(yōu)點：1）兩束相干光完全分開2）光程差能夠由一個鏡子平移來改變3）能夠很方便在光路中安置被測量樣品應用：測波長、折射率、厚度

用白光條紋作精密測量

第16頁163、泰曼干涉儀經(jīng)過研究光波波面經(jīng)光學零件后變形確定零件質量結構原理在邁克爾遜干涉儀一個光路中加入了被測光學器件單色準直光照明，使產(chǎn)生等厚干涉條紋，用于檢驗光學零件綜合質量檢驗原理第17頁17第18頁184、馬赫－曾德干涉儀結構和光路走向如圖適合用于研究氣體密度快速改變狀態(tài)利用擴展光源，條紋是定域可經(jīng)過調(diào)整M2和G2使條紋虛定域于M2和G2之間1）大型風洞中氣流引發(fā)空氣密度改變應用：2）可控熱核反應中等離子區(qū)密度分布3）光學全息，光纖和集成光學第19頁19調(diào)整M2，G2，可任意調(diào)整定域面第20頁20光纖Sagnac干涉儀激光器發(fā)出光經(jīng)耦合器分為兩束分別耦合進由同一光纖組成光纖環(huán)中，沿相反方向傳輸，并于耦合器處再次發(fā)生干涉。R1R2

Sagnac干涉儀另一個經(jīng)典應用是光纖陀螺，即當環(huán)形光路有轉動時，順逆時針光會有非互易性光程差，可用于轉動傳感保偏光纖干涉噪聲拍頻信號第21頁21二、其它干涉技術1、數(shù)字波面干涉術目標：產(chǎn)生移動干涉條紋，用光電器件探測條紋改變。基本原理：利用光學拍頻中干涉條紋強度隨時間改變性質。tI(x,y,t)條紋是隨時間移動量。第22頁22被測信號A點過零時間差基準信號相移干涉檢測:直接對反射鏡位置進行調(diào)制，干涉相移步長90度第23頁232、傅里葉變換光譜儀組成：利用傅立葉變換技術，依據(jù)干涉效應，分析光源光譜分布一臺泰曼干涉儀一套作傅立葉變換電子計算機處理系統(tǒng)光源光譜分布與產(chǎn)生干涉條紋強度分布關系特點：光能利用率高，對于分析氣體極為復雜而強度很弱紅外光譜尤其有用第24頁24經(jīng)過移動M2，改變D取得W(D)，再經(jīng)過反傅里葉變換計算出I0(k)。W(D)DI(l)l強度函數(shù)譜密度函數(shù)鈉光燈作光源時(時而清楚，時而含糊)，統(tǒng)計下強度函數(shù)及其對應光譜圖第25頁25§11－6平行平板多光束干包括其應用一、平行平板多光束干涉L'P'1、干涉場強度分布（1）光程差與位相差（相鄰光束之間）…干涉結果。，，，點條紋是由：rrrAAAP321

~~~第26頁分別是界面反射率和透射率（3）各反射光線復振幅半波損失第27頁-di合振幅：（4）反射光合振幅與光強分布24124

11112222222210dr+r-dr=×--=×=-=+...++++=dddsin)(sin*...iiirrrirnrrrrI112--d-d-iiereererAAIereA(i)rAAAAA光強：A(i)第28頁（5）透射光光強分布第29頁反射率反射率第30頁第31頁2干涉條紋特點結論：反射光和透射光干涉圖樣互補透射光是幾乎全黑背景上一組很細亮紋組成反射光是均勻明亮背景上很細暗紋組成實際應用采取透射光干涉條紋第32頁（1）亮暗條紋條件與光強對比度第33頁（3）光強分布與關系（2）光強分布與關系伴隨反射率增大，透射光暗條紋強度降低，亮條紋寬度變窄，條紋銳度和對比度增大第34頁第35頁第36頁第37頁二、法布里－泊羅干涉儀（一個多光束干涉裝置）（一）儀器結構法布里－泊羅標準具（F-P)玻璃板或石英板鍍膜（提升表面反射率）隔圈第38頁干涉條紋分析一系列細銳等傾亮紋干涉級次取決于h，干涉級很高，只適于單色性很好光源內(nèi)表面鍍金屬膜，有反射相位改變及金屬吸收比相位差為且有第39頁第40頁（二）用作光譜線超精細結構研究1、測量原理設光源中含有兩條譜線：l1和l2，l2=l1+Dl則：標準具在中心附近對應干涉級為m2和m1。干涉級差為對應于條紋位移De于是有：第41頁2.自由光譜范圍（能測量最大波長差）l2(m-1)級條紋l1m級條紋自由光譜范圍類似于卡尺最大量程。鈉燈雙光譜Dl＝6nm第42頁當l1和l2差值非常小時，它們產(chǎn)生干涉條紋將非常靠近，假如兩個條紋合成結果被視為一個條紋，則兩個波長就不能被分辨。思緒：波長能否被分辨，取決于條紋能否被分辨。瑞利判據(jù)：兩個波長亮條紋只有當它們合強度中央極小值低于兩邊極大值0.81時，兩個條紋才能被分開。3.分辨極限和分辨本事（能分辨最小波長差）第43頁d1d2G2G1Dd第44頁d1d2GGDd第45頁d1d2Dd第46頁（二）、干涉濾色光利用多光束干涉原理制成一個從白光中過濾出波段較窄單色光裝置。（類似于間隔很小F-P標準具）1、濾色片中心波長（透射比最大波長）第47頁其中對應同一個波長，如l=5.46x10-7m，m1，m2，m