L16-薄膜干涉(一)等厚条纹.

第三章干涉装置和光场的时空相干性§2薄膜干涉（一）等厚条纹1．薄膜干涉是分振幅干涉1）分振幅干涉的定义透明介质分界面多次反射光或多次透射光之间的干涉2）干涉的空间区域薄膜上下表面的广阔交叠区域里都能发生干涉3）观察条纹的方法屏幕接收、光具组成像或眼睛直接观察4）薄膜干涉的分类等厚条纹和等倾条纹2．等厚条纹1）厚度不均匀薄膜的光程差()()()LPQABPQP()()()QAQPCP_____sinnAPi()2()2/cosABPABnhi()2cosLPnhin1n2nhPACQ1iiB()()()QAQPABP_____11sinnAPi(2tan)sinnhii22sin/cosnhii2）讨论（1）这是一个近似公式（2）干涉区域位于薄膜表面附近（3）是折射角，不是入射角。（4）满足或时有半波损（5）有无半波损只影响条纹的绝对级次，不影响条纹的形状、间隔和反衬度。i12nnn12nnn0()2cos/2LPnhi3）等厚条纹的形状垂直入射时，cos1i0()2/2LPnh0k干涉条纹与薄膜的等厚度线重合，干涉条纹的形状就是薄膜等厚线的形状。4）等厚条纹的定义平行光正入射到薄膜上时，处于薄膜表面的干涉条纹称为等厚条纹。由此可以确定等厚干涉条纹的形状5）等厚条纹的特点（1）点光源产生的平行光垂直入射到薄膜上，面光源会降低条纹的反衬度（2）条纹定位于薄膜的表面附近（3）薄膜的厚度不均匀（4）干涉条纹与等厚线重合（5）相邻干涉条纹的厚度差：(1)nnh22020h，3．楔形薄膜的等厚条纹1）等厚条纹的形状、走向和间隔平行楞边的直线条纹2hx2）楔形薄膜的应用（1）可以测量楔角和细丝的直径02hmllh若已知入射光的波长：，0(1)nlmx2200lm、可以测出：/xlm则：（2）检测平板玻璃表面的光洁度（3）检测楔形薄膜交楞的位置（4）判断平板平移方向和平移量4．牛顿圈1）定义：2）暗纹半径和间距公式有半波损。1n12nnn00)2/1(2/2knhLk，时，02khk0k00h中心点是暗点。或2222()22kkkkkrRRhRhhRh20krkR0krkR干涉条纹是一系列同心圆圈02kkRrr3）牛顿圈的特点（1）中心条纹的级次低，边缘条纹级次高。（2）中心条纹稀疏，边缘条纹密集。1()kkrr0()2kkRrr（3）空气层变厚条纹向内收缩，中心吞条纹。反之，条纹向外扩展，中心吐条纹。1kkrr02khk00,2(/2)(1)khk（4）空气层厚度变化，，与无关。02kkRrrkh干涉条纹间隔不变。k1k2kkh1k2k3k20＋kh4）应用（1）测透镜的曲率半径时，有：00h220kmkrrRm证明：222())kkrRRh202()kmkmrRhkmR因此：即：220kmkrrmR220kmkrrRm202()2kkkRhhRhkR0kkhhh（2）检测工件曲率半径扩大收缩5．等厚条纹的观察方法及倾角的影响1）严格等厚条纹的观察所需的特定装置2）观测等厚条纹的简化装置3）直接观察时，条纹形状相对等厚线的偏离。()2sin2cosLnhiinih6、增透膜和高反膜1）日常所见的薄膜干涉图样汽油膜、肥皂泡、油垢层、昆虫翅膀、近视镜上的色彩绚丽的干涉图样。2）在玻璃上镀膜的目的增加透过率或反射率，保护玻璃不被酸碱腐蚀。3）增透膜反射光无半波损。12nnn1,1n平行光垂直入射02(1/2)Lnhk令：0k0,4hn设入射光的振幅为：11AArAh1n2nn2'1212,ArtrAtA得：增透条件：若，有：氟化镁：2221212122cos()0IAAAAAA12112121()0nnnnAAAnnnn12nnn12nnn0,4hn12,nnn11n2,1.52n1.23n1.38n4）增反膜12nnn002/2Lnh0,4hn2221212122cos2()IAAAAAA多层介质高反射膜的光强反射率可达99％以上