ww平行平板产生的干涉

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1、第五节平行平板产生的干涉分波阵面法的干涉，受到空间相干性的限制（干涉孔径角总有一定大小，且），只能使用有限大小的光源，在实际中不能满足条纹亮度的要求（激光光源除外）。为了使用扩展光源，必须实现干涉孔径角等于零的干涉。分振幅法利用透明介质的第一和第二表面对入射光的依次反射，将入射光的振幅分解为若干部分，由这些光波相遇所产生的干涉，称为分振幅法干涉。·pS*在使用扩展光源的同时，保持清晰的条纹，解决条纹亮度与可见度的矛盾。一、干涉条纹的定域两个单色相干点光源在空间任意一点相遇，总有一确定的光程差，从而产生一定的强度分布，并都能观察到清晰的干涉条纹，称为非定域干

2、涉。在扩展光源情况下，能够得到清晰条纹的区域称为定域区。（定域干涉）利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射，可在反射方向(或透射方向)获得相干光束。在一均匀透明介质n1中放入上下表面平行,厚度为e的均匀介质n2(>n1)，用扩展光源照射薄膜，其反射和透射光如图所示1’DiiBAC2’n1n2eS在阳光照射下，肥皂膜或水面上的油膜上面呈现美丽的彩色图案，这些都是常见的薄膜干涉现象。二、平行平板产生的等倾干涉在一均匀透明介质n’中放入上下表面平行，厚度为h的均匀介质n两支相干光的光程差为：有半波损失。n’nn’CABhN由折射定律和几何关系可得出：n’nn

3、’CABhN在平行平板的干涉中，光程差只取决于折射角，相同折射角的入射光构成同一条纹，称等倾条纹。明纹暗纹反射光入射光掠入射（i≈90°）或正入射（i=0）情况下：满足n1n3或n1>n2n2>n3时，不计半波损失。等倾干涉：非平行光入射平行平面薄膜，e相同，对于不同的入射角i产生不同的干涉条纹，这种干涉叫等倾干涉。等倾条纹LfPor环Bennn>nirACD··21Siii···倾角i相同的光线对应同一条干涉条纹—等倾条纹。条纹特点:点光源照明形状:一系列同心圆环条纹间隔分布:内疏外密面光

4、源照明iPifor环ennn>n面光源···只要入射角i相同，都将汇聚在同一个干涉环上（非相干叠加）透射光的干涉：对于同一入射角的光束来说，两支透射光的光程差和两支反射光的光程差恰好相差半个波长，当对应某一入射角的透射光条纹是亮纹时，反射光条纹是暗纹。透射光的等倾条纹和反射光的等倾条纹是互补的。对于同一厚度的薄膜，在某一方向观察到某一波长对应反射光相干相长，则该波长在对应方向的透射光一定相干相消。因为要满足能量守恒。增透膜、增反膜用在光学仪器的镜头上，就是根据这个道理。增透膜和增反膜增透膜-----利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉条件

5、来减少反射，从而使透射增强。为了减少反射引起的光能损失，常在许多光学仪器(如照相机、摄像机等)的镜头上镀一层厚度均匀的透明薄膜(常用氟化镁MgF2,n=1.38),用以增加透射，这个薄膜,就是增透膜。反射相干光满足相消干涉条件来减少反射：n2e——光学厚度膜n1=1.0n2=1.38n3=1.50增反膜-----利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长干涉，因此反射光因干涉而加强。与增透膜相反,在另一些光学系统中希望光学表面具有很高的反射率(如He–Ne激光器要求反射99%)，这时可在元件表面多层镀膜以增强反射,这类薄膜称为增反膜或高反射膜。通常是在光学玻

6、璃表面镀上一层折射率n2>n3的介质薄膜工艺上通常采用多层膜。13~17层MgF2(1.38)1.50ZnS(2.35)MgF2(1.38)ZnS(2.35)MgF2(1.38)镀膜时,要适当选择每层膜的厚度,使反射加强。薄膜技术的应用在薄膜干涉中，光线一部分被反射，另一部分则透射进入介质。反射光干涉极大时，光线大部分被反射。反射光干涉极小时，光线大部分被透射。通过控制薄膜的厚度，可以选择使透射或反射处于极大，增强表面上的反射或者透射，以改善光学器件的性能。称为增透膜，增反膜。在生产中有广泛的应用。例如：较高级的照相机的镜头由6个透镜组成，如不采取有效措施

7、，反射造成的光能损失可达45%～90%。为增强透光，要镀增透膜，或减反膜。复杂的光学镜头采用增透膜可使光通量增加10倍。而激光器两端装有反射镜。就镀有增反射膜。应用：测定薄膜的厚度；测定光的波长；提高或降低光学器件的透射率——增透膜(增反膜)。例题一平板玻璃(n=1.50)上有一层透明油膜(n=1.25)，要使波长=6000Å的光垂直入射无反射，薄膜的最小膜厚e=?解凡是求解薄膜问题应先求出两反射光线的光程差。对垂直入射，i=0，于是1.50h1.25无反射意味着反射光出现暗纹，所以n2=1.25(薄膜的折射率);要e最小，k=0(k=0,1,2,……)

8、=1200Å=1.2×10-7m例题阳光垂直照射在空气中的肥皂膜上