楔形平板产生的等厚干涉

三、楔形平板产生的等厚干涉两个不平行平面的分振幅干涉，称为楔形平板的干涉。（一）定域面及定域深度楔形平板干涉条纹定域面的位置，也由0的条件确定，由于平板的两个表面之间有一个夹角，定域面与楔板相对于扩展光源的位置有关。见书P226等厚干涉：平行光入射非均匀薄膜，i相同，对于不同的薄膜厚度e产生不同的干涉条纹，这种干涉叫等厚干涉。实际中，扩展光源并非无穷大，0干涉条纹不只局限在定域面，在定域面附近也可以看到干涉条纹，这一定的区域深度为定域深度。定域深度以外的区域看不到干涉条纹。（二）楔板产生的等厚条纹从光源S中心发出经楔板上下表面反射的两支光交于定域面上某点P，这两支相干光在P点产生的光程差为)()('CPAPnBCABn精确计算较困难，近似用平行平板的光程差公式来代替2cos22nh若照明平行光垂直入射楔板，若楔板折射率处处均匀，干涉条纹与等厚度的轨迹相对应，这种条纹称为等厚条纹。02),2,1,0(22mmnh),2,1,0()21(22mmnh亮纹暗纹从以上亮纹或暗纹公式易导出，从一个条纹过渡到另一个条纹，平板的厚度变化为nh2对应光程差变化为，楔板的楔角)2(nee为条纹的间距αehekek+1明纹暗纹条纹间距he又hn2ne2干涉条纹分布的特点：eekek+1明纹暗纹h劈棱（适于平行光垂直入射）(1).当有半波损失时，在劈棱处为暗纹，否则为一亮纹；(2).干涉条纹是平行于棱边的直条纹(3).相邻明（暗）纹间距0hne2(4).楔角愈小，干涉条纹分布就愈稀疏劈尖表面附近形成的是一系列与棱边平行的、明暗相间等距的直条纹。楔角愈小，干涉条纹分布就愈稀疏；当用白光照射时，将看到由劈尖边缘逐渐分开的彩色直条纹。三.等厚条纹的应用1.劈尖的应用ne2•测波长：•测折射率：•测细小直径、厚度、微小变化•测表面不平度测细小直径、厚度、微小变化Δh待测块规λ标准块规平晶测表面不平度等厚条纹待测工件平晶检验透镜球表面质量标准验规待测透镜暗纹(1)检测待测平面的平整度由于同一条纹下的空气薄膜厚度相同，当待测平面上出现沟槽时条纹向左弯曲。待测平面光学平板玻璃(2).测量微小物体的厚度h将微小物体夹在两薄玻璃片间，形成劈尖，用单色平行光照射。Lh由ne2neLh2有L例如用波长为589.3nm的钠黄光垂直照射长L=20mm的空气劈尖，测得条纹间距为m1018.14neLh24391018.121020103.589m1055(3).测量微小角度.例题折射率为n=1.60的两块平面玻璃板之间形成一空气劈尖，用波长λ=600nm的单色光垂直照射，产生等厚干涉条纹，若在劈尖内充满n=1.40的液体，相邻明纹间距缩小Δl=0.5mm，求劈尖角θ。nnlnl22222211)n(ll11221)11(2nlrad41072.1解：设空气劈尖时相邻明纹间距为l1，液体劈尖时相邻明纹间距为l2，由间距公式(4)测量微小位移厚度每改变λ/2n条纹平移一条(5)测介质折射率21lnl22例用等厚干涉法测细丝的直径d。取两块表面平整的玻璃板，左边棱迭合在一起，将待测细丝塞到右棱边间隙处，形成一空气劈尖。用波长0的单色光垂直照射，得等厚干涉条纹，测得相邻明纹间距为L，玻璃板长L0，求细丝的直径。解：相邻明纹的高度差2200nesin20Lsin0Ldlldldl22000d例题在检测某工件表面平整度时,在工件上放一标准平面玻璃,使其间形成一空气劈尖，并观察到弯曲的干涉条纹，如图所示。求纹路深度H。解若工件表面是平的,等厚条纹应为平行于棱边的直线条纹。由于一条条纹对应一个厚度，由图的纹路弯曲情况可知，工件表面的纹路是凹下去的。H2laHla工件标准平面由图：H=asin因：lsin=/2,所以纹路深度例题波长的光垂直入射折射率为n2的劈尖薄膜，n1n2,n2n3,如图所示。在反射光中观察，从尖顶算起，第二条明纹对应的薄厚是多少？解由薄膜公式，有n3n2n122en2k,......2,1k显然，取k=2;于是第二条明纹对应的薄厚为243ne［例］在半导体器件生产中，为测定硅片上的Si02薄膜厚度，将薄膜一侧腐蚀成劈尖形状，如图。用钠黄光从空气中垂直照射到Si02表面上，在垂直方向上观察Si02劈尖膜的反射光干涉条纹，看到有七条暗纹，第七条恰位于N处，问薄膜的厚度？［解］：4.3nsi35.1nsio22MN相邻暗纹间的膜厚之差明、暗纹间的膜厚之差2n4e故：12768n4n26e22Å