相干性和分波面干涉应用

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0
0a
2
a 2nlm
分波面干涉的应用
• 迈克耳逊天体干涉仪测均匀圆形星体角直径
Δθ ’
干涉习题
• 在图所示的杨氏干涉实验中，非相干点光源SA 和SB辐射功率相同，相距Δξ，波长λ，其它参数 如图所示。
(1) 求观察屏Π上 的干涉条纹的强度分 布I的表达式。 (2) 求出Π平面上 条纹反衬度V的表达 式； (3) 设a=100mm， l=5mm，λ=0.5μm， 如要求V≥0.65，则Δξ 不能大于多少？
SA
S1
l
SA
S2 a
x
P z
P0
d
实际光源分波面干涉作业
• 个人作业：3.13 上页的干涉习题
• 组作业：理解光源的空间相干性和时间相 干性。想一个比喻互相讲解光源的相干性， 每组推选出一个认为最贴切最合理的比喻， 准备给全班同学讲解
光波的相干性
• 几种光源的时间相干性
光源 镉灯
/ nm / nm 0 / nm 0 / s
m0
643.8 0.0013 320 1.110-9 5105
氪灯 605.8 0.0055 67 2.210-10 1.1105
汞灯 546.1 5
0.06 210-13 109
氖灯 632.8 0.002 200 6.710-10 3.2105
实际光源对分波面干涉的影响
• 光源空间分布的影响——方向的扩展
实际光源对分波面干涉的影响
• 光源空间分布的影响——方向的扩展
实际光源对分波面干涉的影响
• 光源空间分布的影响
dI (x)
cS ( )d 2I0 1 cos[2
nl
0
(x d
a
)]
整个面光源产生的合成杨氏条纹强度分布
I dI (x)
• 迈克耳逊天体干涉仪测量双星角间距
S( ) ( 0 ) ( 0 )
2
2wenku.baidu.com
S (u) 2cos(0u) S (0) 2
V
S (u) S (0)
cos(0u)
cos(
nl0 ) 0a
改变M1和M2之间距离l，反衬度变化
当反衬度第一次下降到0时
nlm0
[
f
(
x
x0
)]
exp(
j
2x0 )F0
白炽灯 550 300 0.001 0.310-14 2
分波面干涉的应用
• 瑞利干涉仪
d (nB nA )
x e
0
m x
e 0
nB
0
d
m nA
分波面干涉的应用
• 迈克耳逊天体干涉仪
分波面干涉的应用
• 迈克耳逊天体干涉仪测双星角间距
Δθ
S (u) V
S (0)
分波面干涉的应用
实际光源对分波面干涉的影响
• 光源宽度对反衬度的影响
实际光源对分波面干涉的影响
• 光源光谱组成的影响
e 1 0d
| f | nl
dI (x)
c' S'(
)d
1
cos
2nl 0d
x
c'
S
'
(
)d
1
cos
2nlx
cd
合成杨氏条纹强度分布
I dI (x)
实际光源对分波面干涉的影响
• 光源光谱组成的影响
光波的相干性
• 光波的空间相干性
光波的相干性
• 光波的空间相干性
– 相干区范围
• 相干区线度
l a
b
• 相干面积
l2
a
2
b
– 相干角度
s
b
光波的相干性
• 光波的时间相干性
光波的相干性
• 光波的时间相干性
– 相干光程
0
c
c
– 相干时间
0
0 c
1
– 最大干涉级
m0
0
波动光学
Wave Optics
第三章 光的干涉
分波面干涉
• 分波面干涉装置
按照分光方法不同，干涉装置可分为两类： 分波面装置和分振幅装置 – 典型的分波面干涉装置
• 杨氏实验装置 • 菲涅耳型分波面装置（双面镜、双棱镜、洛埃镜等） • 光栅等
分波面干涉——杨氏实验
• 杨氏干涉图形
实际光源！
理想光源！