1.9多光束干涉(Multiple-beaminterference)

一多光束干涉的原理多個光波相干迭加時，出現多光束干涉現象干涉條紋隨光程差（位相差）的變化不再是余弦關系多光束干涉的途徑：振幅分割----薄膜或介質分界面的多次反射或透射.波前分割----多縫或光柵取代Young干涉中的雙縫;

波前分割----多縫的干涉光柵衍射包含單縫衍射和縫間子波相互干涉兩種因素l每條單縫都產生同樣的單縫衍射圖樣縫與縫之間的子波干涉產生干涉條紋,縫數增多,縫間干涉明紋變細.縫數很多,縫間干涉形成一系列很細的干涉明紋,提高介質表面的反射率，使多束反射光或透射光參與干涉介質表面上的多次反射和透射多次反射和透射產生的多光束干涉二.法布里—珀羅干涉儀為了得到十分狹窄、邊緣清晰、十分明亮的干涉條紋，采用位相差相同的多光束干涉系統。1、實驗裝置面光源s放在透鏡L1的焦平面上。接收屏s’放在透鏡L2的焦平面上。不變，法布里—珀羅標準具。改變，法布里—珀羅標準干涉儀。透明板G//，其相向的平面上渡有高反射膜，要求渡膜表面很平（與標準樣板的偏差不超過1/20—1/50波長）。法布里—珀羅標準具的干涉花樣光源s發出的光在GG’之間多次反射，透出的平行光在L2的焦平面上形成等傾干涉條紋d0A0i1GG’n2i2I3I1’I1I2’I2I3’I11I22I332、實驗原理⑴

設度銀面的反射率為A’則其折射率為I1（折）：I1’（反）：I11（折）：I2（反）：I22（折）：…G’透射光I11I22I33I44

…振幅⑵

透射光相互平行，通過L2在焦平面上形成薄膜干涉條紋。⑶

兩束透射光的位相差：位相0I22與I11：I33

與I11：I44

與I11：…若設I11位相為0，則I22位相為，I33位相為，…等比數列等差數列振幅按等比數列減少，公比

位相按等差數列增加，公差

結論與邁克耳孫干涉儀的完全相同。3、光強計算多束透射光疊加的合振幅愛里函數精細度，描述干涉條紋的細銳程度4、極值條件時，振幅極大時，振幅極小可見度愈顯著由討論①

A與的關系無論如何，A幾乎不變時，A=Amax，稍有偏離，A→0。由②

作愛里函數曲線亮條紋寬度↓縱坐標為透射光干涉的相對光強暗條紋強度↓條紋的銳度和可見度↑！改變，不同波長的最大值出現在不同的方向，成為有色光譜。③

與邁克耳孫干涉儀的比較

相當于邁克耳孫等傾干涉，相鄰兩透射光的光程差表達式與邁克耳孫干涉儀的完全相同，所以條紋的形狀、間距、徑向分布很相似。相同點：不同點：邁克耳孫干涉儀為等振幅的雙光束干涉法布里—珀羅干涉儀為振幅急劇減少的多光束干涉亮條紋極其細銳④

復色光入射隨⑤應用研究光譜線超精細結構的工具激光諧振腔借用了其工作原理⑥

（98%以上）時的情形各束透射光的振幅基本相等A≈A0等振幅的多光束干涉，合振幅為（計算過程見附錄1.6）：A0每束光振幅N光束總數φ相鄰兩束光之間的位相差條件主最大的整數倍條件最小若j’取0或

N的整數倍，則最小條件變成主最大條件由最小條件知，在相鄰兩主最大之間分布著N-1

個最小相鄰兩最小之間為次最大（其條件見附錄1-6），在相鄰兩主最大之間分布著N-2個次最大

Nφ/2φ/2N等于6時的等振幅多光束干涉光強分布曲線平晶待測工件

1、檢測光學元件表面等厚條紋平晶待測工件下陷深度H設：條紋間距b,彎曲部分

寬a，求下陷深度H由幾何關系：若條紋彎曲畸變，則被檢測表面不平整。1.10

干涉現象的一些應用迎劈楞觀察，條紋向劈楞方向彎曲，工件下陷迎劈楞觀察，條紋反劈楞方向彎曲，工件上凸對應待測工件對應待測工件平板平整度的檢測條紋條紋條紋？？2、測波長和折射率（劈尖的應用）由⑴

測波長：已知θ、n，測L

可得

計算

⑵測折射率：已知θ、

，測L可得計算

n

d0待測塊規λ標準塊規平晶待測樣品石英環λ平晶干涉膨脹儀⒋測微小變化⒊

測細小直徑、厚度：已知θ、n，測

條紋級數j可得

由極值條件5.光學薄膜(Opticalfilm)

(1)干涉濾光片(增透膜)

干涉濾光片的構造干涉濾光片的透射光干涉濾光片透射極大的中心波長：

干涉濾光片能透射的相鄰波長：(2)抗反膜(Anti-reflectionfilm)---增透膜高質量的透鏡表面（入照相機鏡頭）需鍍抗反膜-------增透膜n1n3n2

單層抗反膜n1<n2<n3n1n2n3

(3)高反膜(Highreflectionfilm)

ngnHnHnHnLnLnLn=16.激光器的諧振腔(Resonator)

1960年，第一臺激光器誕生（紅寶石激光器），以Fabry-Perot干涉儀作為諧振腔。激光器諧振腔的構造M1、M2:高反射鏡；激活介質：對光進行放大某個時刻，一振幅a

的光沿軸向在M1、M2間多次反射，每在腔中通過一次，被激活介質放大一次，放大率S

第1次從M2透射：

第2次從M2透射：第3次從M2透射：

第m次從M2透射：

總透射： （時）⑴如果沒有放大，只有吸收時

⑵有放大時

如果激光

⑶

激光的特點：方向性好；

單色性好;

高強度。hrR·平晶平凸透鏡

o三、牛頓環

計算光程差(把空氣膜看成劈尖，任意位置的厚度為h)：暗環

(1)(2)明環：聯立上兩式暗環

同理可得（自己推導）明環平晶和平板玻璃之間形成空氣膜，光線垂直入射。討論

條紋間距

，內圈的條紋級次低。①

透鏡中心（h=0），光程差為，為暗斑。②

對暗環補充例題1：在牛頓環實驗中，玻璃板是由兩部分組成（冕牌玻璃n1=1.5和火石玻璃n3=1.75），透鏡是冕牌玻璃，透鏡與玻璃之間充滿二硫化碳（n2=1.62）,在反射光中所看到的干涉花樣如何?為什么?解：把薄膜分成兩塊左邊上界面n2>n1，有半波損失下界面n3>n2，有半波損失明紋暗紋∵

d0=0

時明紋方程成立，∴中央為明條紋。右邊上界面n2>n1，有半波損失下界面n3<n2，無半波損失明紋暗紋∵

d0=0

時暗紋方程成立，∴中央