物理光学教程
物理光学教程 第五章 傅里叶光学
G( fξ , fη )
(5-66) 66)
ε ( fξ , fη )
G( fξ , fη )
ex { j Φε ( fξ , fη ) Φg ( fξ , fη ) } p
[
]
3. 相干传递函数与光瞳函数的关系
相干传递函数在空间频率坐标(f ξ,fη)的值 相干传递函数在空间频率坐标 (fξ,fη) 的值 , 与光瞳函数在空间坐标 (f 的值, (ξ=-λdf η=-λdfη)处的取值相等 处的取值相等. (ξ=-λdfξ,η=-λdfη)处的取值相等.
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5.1.1 薄透镜的位相变换因子
按照波动光学的观点,透镜的作用只不过是一个位相变换器, 按照波动光学的观点,透镜的作用只不过是一个位相变换器,它通过位相延迟 位相延迟的大小正比于透镜孔径内各点的光学厚度. 改变入射光波的波前 ,位相延迟的大小正比于透镜孔径内各点的光学厚度. 透镜的位相变换因子为: 透镜的位相变换因子为:
2. 线性系统与叠加积分
对于均匀各向同性媒质的近轴光学系统,在微扰原理成立的前提下, 对于均匀各向同性媒质的近轴光学系统,在微扰原理成立的前提下, 均可看做是线性系统. 均可看做是线性系统. 线性系统的最显著特征是,它对任意复杂函数的响应, 线性系统的最显著特征是,它对任意复杂函数的响应,能够表示为对 一系列"基元"函数响应的线性叠加. 一系列"基元"函数响应的线性叠加.系统对基元函数的输入输出性 质清楚了,它对任意复杂输入的响应特性也就清楚了, 质清楚了,它对任意复杂输入的响应特性也就清楚了,这是线性系统 分析的基本方法. 分析的基本方法. 对于光学系统,无论是相干光系统还是非相干光系统, 对于光学系统,无论是相干光系统还是非相干光系统,也不论系统是 否用于成像的目的, 否用于成像的目的,最直接的方法是将输入面上的光场分布分解为一 系列点光源的线性叠加. 系列点光源的线性叠加.
《大学物理光学》PPT课件(2024)
干涉仪和衍射仪使用方法
干涉仪使用方法
通过分束器将光源发出的光波分成两束，再经过反射镜反射后汇聚到一点，形成干涉图样。通过调整反射镜的位 置和角度，可以观察不同干涉现象。
衍射仪使用方法
将光源发出的光波通过衍射光栅或单缝等衍射元件，观察衍射现象。通过调整光源位置、衍射元件参数等，可以 研究光电效应、康普顿效应等 现象表明光具有粒子性， 即光量子（光子）。
波粒二象性的统一
光既具有波动性又具有粒 子性，二者是统一的。在 不同条件下，光表现出不 同的性质。
4
光的传播速度与介质关系
真空中的光速
在真空中，光的传播速度最快，约为 3×10^8 m/s。
光速与波长、频率的关系
2024/1/30
24
光学存储技术原理及应用
光学存储技术的分类
只读型、一次写入型和可重写型
光学存储技术的原理
利用激光束在存储介质上形成微小坑点来记录信息
光学存储技术的应用
数字音频、视频、图像和计算机数据的存储
2024/1/30
光学存储技术的优缺点及发展前景
容量大、保存时间长，但读写速度相对较慢
25
应用
透镜广泛应用于摄影、望远镜、 显微镜等光学仪器中，用于实现 物体的放大、缩小和成像等功能 。
10
反射镜成像原理及应用
成像原理
反射镜通过反射光线来改变光线的传 播方向，从而形成像。反射镜的成像 规律遵循光的反射定律和光路可逆原 理。
应用
反射镜广泛应用于天文望远镜、激光 测距仪、光学干涉仪等光学系统中， 用于实现光线的反射、聚焦和成像等 功能。
光学传感器种类及工作原理
光学传感器的分类
光电传感器、光纤传感器、光谱传感器等
2024版物理光学ppt课件
产生条件
光波通过偏振片或反射、 折射等过程。
应用举例
偏振片的应用、偏振光的 干涉等。
光的波动理论
光的波动说
认为光是一种波动的ห้องสมุดไป่ตู้ 质，具有干涉、衍射等
波动特性。
光的电磁理论
认为光是一种电磁波， 具有电场和磁场交替变
化的特点。
光的量子理论
认为光是由一份份能量 子组成的，即光子，具
有粒子性。
光的波粒二象性
光学仪器的主要性能指标及其评价方法，包括分辨率、放大率、视 场、像质等。
光学仪器的使用与维护
光学仪器的正确使用方法、保养维护及故障排除技巧。
04 光的量子性质
光的粒子性表现
光的直线传播 光在同种均匀介质中沿直线传播，这是光的粒子性的表现 之一。
光的反射和折射
光在传播过程中遇到不同介质的分界面时，会发生反射和 折射现象，这些现象也可以用光的粒子性来解释。
光的散射
当光通过不均匀介质时，部分光束将偏离原来方向而分散 传播，从侧面看到光亮的物体，这种现象称为光的散射， 也是光的粒子性的一种表现。
光电效应实验
• 实验原理：光电效应是指光照射到物质表面时，引起物质电性质发生变化的现象。爱因斯坦提出了著名的光电 效应方程，成功地解释了光电效应现象。
• 实验装置：光电效应实验装置包括光源、滤光片、光电管、微电流计和电源等部分。 • 实验步骤：首先选择合适的光源和滤光片，调整光源和光电管之间的距离和角度，使光束能够照射到光电管的
05 现代光学技术
激光技术及应用
激光产生原理
介绍激光产生的物理过程，包括粒子数反转、受激辐射等概念。
激光器种类
列举不同类型的激光器，如气体激光器、固体激光器、半导体激 光器等，并简述其工作原理和应用领域。
物理光学基础教程
物理光学基础教程一、物理光学基础教程的重要性物理光学可是个超有趣的学科呢！它就像是一把神奇的钥匙，能打开很多奇妙的大门。
咱们生活中的好多现象都跟物理光学有关哦。
比如说彩虹，那弯弯的彩色桥，就是太阳光经过雨滴折射、反射后形成的，这就是物理光学在大自然中的魔法。
还有咱们用的镜子，能清晰地映出我们的模样，这背后也是物理光学原理在起作用呢。
从更实际的方面来讲，像显微镜、望远镜这些科学仪器，它们的发明和使用可都离不开物理光学的知识。
要是没有物理光学，我们就没办法看到微观世界里那些超级小的细胞，也没法眺望遥远星空里的星星啦。
而且现在的很多高科技产品，像光纤通信，也是基于物理光学的原理。
光纤就像一个超级管道，让光在里面快速地传播信息，这样我们才能那么快地浏览网页、看视频啥的。
二、物理光学的基础概念1. 光的波动性光啊，它可不只是我们眼睛看到的那么简单。
它具有波动性，就像水波一样。
这种波动的特性让光可以产生干涉和衍射现象。
干涉就像是两个小水波碰到一起，有时候会叠加起来变得更高，有时候会相互抵消。
光的干涉现象可以用来做很多事情呢，比如说检测镜片的平整度。
如果镜片平整，光干涉后的图案就很规则；要是镜片不平整，图案就会乱乱的。
衍射呢，就是光绕过障碍物的现象。
就像声音能绕过墙角一样，光也能绕过一些小的障碍物，这时候光就不再是沿直线传播啦。
2. 光的粒子性不过光还有粒子性哦。
有时候光就像一个个小粒子，这些小粒子叫做光子。
光子有能量，而且能量是一份一份的。
这个概念刚接触的时候可能有点难理解，就好比你有一堆小糖果，这些小糖果不能再分成更小的部分，光子的能量就像这些小糖果一样，是一份一份的。
当光照射到金属表面的时候，光子可以把电子从金属里打出来，这就是光电效应，这个现象可是证明光的粒子性的重要证据呢。
三、物理光学在生活中的应用1. 照明方面我们家里的灯，无论是白炽灯还是LED灯，都跟物理光学有关系。
白炽灯是通过灯丝发热发光的，光的颜色和强度都和灯丝的温度有关。
大学物理通用教程光学(第二版)陈熙谋
薄膜干涉及其应用
薄膜干涉
当光波照射在厚度很小的透明薄膜上时，由于光在薄膜上下表 面的反射而产生干涉现象。根据薄膜的厚度和折射率，可以形 成不同颜色的干涉条纹。
薄膜干涉的应用
利用薄膜干涉原理可以制作各种光学滤光片、增透膜和反射膜 等。例如，在眼镜片上镀一层减反射膜，可以减少镜片的反射 光，提高透光率；在照相机镜头上镀一层增透膜，可以增加镜 头的透光量，提高照片的清晰度。
水的流动感或星轨的轨迹。
05
现代光学技术与发展趋势
激光技术及应用领域
1 2
激光产生原理及特性 阐述激光的产生机制，包括受激辐射、光放大等 过程，以及激光的单色性、方向性、相干性等特 性。
固体激光器和光纤激光器 介绍固体激光器和光纤激光器的工作原理、结构 特点以及应用领域，如材料加工、通信、医疗等。
布儒斯特角
当自然光在两种各向同性媒质分界面 上反射、折射时，反射光和折射光的 传播方向之间所夹的锐角叫做布儒斯 特角或起偏角。
色散现象及棱镜分光原理
色散现象
复色光分解为单色光的现象叫光的色散。
棱镜分光原理
棱镜对不同波长光的折射率不同，导致不同波长光在棱镜中的传播速度不同，从而使不同波长的光在棱镜 中发生不同程度的偏折，达到分光的目的。
非线性光学在光通信中的 应用
探讨非线性光学效应在光通信中的应用，如光 开关、光限幅器以及全光信号处理等。
量子通信和量子计算中的光学应用
量子通信基本原理
介绍量子通信的基本原理，包括量子密钥分发、量子隐形传态等协 议的实现过程及其安全性。
光学器件在量子通信中的应用
阐述单光子源、单光子探测器等光学器件在量子通信中的关键作用 和技术挑战。
03
光的偏振与色散特性
物理光学教程第六章光的偏振及晶体光学基础
物理光学教程第六章光的偏振及晶体光学基础第六章的《物理光学教程》主要介绍了光的偏振及晶体光学基础，下面将对该章节进行详细的阐述。
首先，本章首先介绍了偏振光的概念和特性。
偏振光是指在其中一方向上的电场振动，而垂直于该方向的电场分量被消除了。
偏振光可以通过偏振片来制备，偏振片有线性偏振片和圆偏振片两种。
线性偏振片只能通过特定方向的光振动，而圆偏振片能通过特定方向的光振动并且在其中一方向上具有相位差。
接着，本章详细介绍了线性偏振光的分析。
首先介绍了光的干涉和干涉条纹的产生。
然后介绍了马吕斯定律，即分析偏振光的方法之一、马吕斯定律利用偏振片的透射方向和消光比来确定光的偏振状态。
最后介绍了偏振光的绕射，即当偏振光通过孔径或缝隙时产生的干涉现象。
偏振光的绕射可以用来研究光的偏振性质。
随后，本章详细介绍了晶体光学基础。
晶体是一种由具有规律排列的离子、原子或分子组成的固体物质。
光在晶体中传播时会发生折射现象，折射角度和入射角度之间的关系由斯涅尔定律给出。
对于各向同性晶体来说，入射光和折射光的偏振状态保持不变。
而对于各向异性晶体来说，入射光的偏振状态可能发生变化。
晶体的光学性质不仅与入射光的偏振状态有关，还与晶体的晶格结构和晶体的光学轴有关。
最后，本章还介绍了晶体的光学轴和光学活性现象。
晶体的光学轴是指晶体中具有对称性的方向，光在该方向上具有特殊的光学性质。
光学轴的存在会导致光经晶体的传播方向发生变化，这种特性被称为双折射。
光学轴还会引起晶体的旋光现象，即入射光的振动面会发生旋转。
这种现象被称为光学活性现象，可以用来研究晶体的化学成分和结构。
综上所述，第六章的《物理光学教程》主要介绍了光的偏振及晶体光学基础。
通过学习本章的内容，我们可以了解到光的偏振性质以及晶体光学的基本原理和特性。
掌握了这些知识，我们可以更好地理解和应用光学领域的相关原理和技术。
新概念物理教程-光学
§2 光的几何光学传播规律
一．几何光学是关于物体所发出的光线经光学系统后成像的 理论。 二．几何光学中光的物理模型 光线：任意一点可以向任一方向发出直线，称为光线。光的 直线传播、反射和折射都可以用直线段及其方向的改变表示。 几何光学是关于光的唯象理论 无数光线构成光束 在几何光学领域，也无法定义诸如波长、频率、能量等物理 量。
19世纪末20世纪初是物理学发生伟大变革的时代，从牛顿力 学热力学和统计力学到麦克斯韦的电磁理论，经典物理学已形成 一套严整的理论体系。人们认为物理学中的各种基本问题在原则 上都已得到完善解决，经典物理理论体系囊括了一切物理现象和 基本规律，剩下的似乎只是解微分方程和具体应用的问题了（大 厦已建成，后人只做修补就行了）。然而，“正当人们欢庆这座 宏伟的经典物理学大厦落成的时候”，一个个惊人的发现使经典 物理学理论重新陷入困境。 1887年，迈克尔逊（A.A.Michelson）利用光的干涉效应， 试图探测地球“以太风”的存在，但得到了否定的结果。以“以 太（静止、充满整个宇宙）”为背景的绝对时空观遇到了根本性 的困难。 随后瑞利（L.Rayleigh）和金斯(J.H.Jeans)根据统计力学 和电磁波理论，导出了黑体辐射公式，该公式要求辐射能量随频 率的增大而趋于无穷（紫外灾难)。
中波
•可见光七彩颜色的波长和频率范围
光色 波长(nm) 红 橙 黄 绿 青 760~622 622~597 597~577 577~492 492~470 频率(Hz) 中心波长 (nm) 660 610 570 540 480
物理光学简明教程PPT
由于当时牛顿在物理学界享有至高无尚的权威，人们普遍地 接受光的微粒说。
三、波动光学发展历史
到了19世纪前半叶，一连串的实验事实和根据波动说对 这些实验的成功解释，才使人们完全地抛弃微粒说，确
信光的波动说。 这些实验主要是：杨氏和菲涅耳等人的干涉实验、衍射
3.曲林杰等《物理光学》，北京：国防工业出版社，1980 4.叶玉堂 《光学教程》，北京：清华大学出版社
5.章志鸣等，《光学》, 北京： 高等教育出版社，2009 6.M.玻恩，E.沃耳夫《光学原理》（第七版）, 杨葭荪译 北京：
电子工业出版社, 2009 7.A.加塔克，光学，梁铨廷等译，机械工业出版社，1984
中 国 光 学 薄 膜 在 线 中国光学光电子行业网
中国光学期刊网
国外 光学快报 /EJ（期刊中心） / / （MIT光物理实验室） /Optics/publications/ （ 英 国 University of Glasgow） http://mapageweb.umontreal.ca/hamamh/teach.htm ( 光 、 电信 号处理英文教程) /cm/new/viewleot.htm（激光，光电英文教程） /photonicslab/Resources/tutor ial/Alignment/alignment_tutorial.htm（在线教程） /index.html（在线教程） /library.html /（光子工业资源）
这种状态的改变一直延续到 19 世纪60年代，其时， 麦克斯韦在总结前人在电磁学方面的研究成果的基 础上，建立起一套完整的电磁场理论。他预言了电 磁波的存在，并指出光是一种波长很短的电磁波。
物理光学教程教学设计
物理光学教程教学设计背景介绍物理光学，作为光学的重要分支，是近年来备受关注的一个领域。
随着科技的不断进步，物理光学的应用也越来越广泛，如光通信、光存储、光刻、激光加工等，因此在大学光学课程中，学生不仅需要学习基本的光学原理，还需要深入了解物理光学的相关知识，以应对未来科技的发展。
教学内容设计教学目的本次教学的主要目的是让学生深入了解物理光学的基本知识，加深对其内部机制的认识，并能够理解光学在实际中的应用。
同时，通过课堂讨论和实验设计等方式，让学生积极参与教学过程，锻炼其自主思考和解决问题的能力。
教学内容本教学内容针对物理光学的前置知识，主要包括以下内容：1.光波的传播：介绍光波在介质中的传播规律，阐述波前、波面、波源等概念。
2.光的干涉现象：介绍两束光线干涉的基本原理，阐述干涉程度与光程差的关系。
3.光的衍射现象：介绍光通过小孔或棱镜后的衍射现象，阐述衍射图样的基本特征。
4.光的偏振现象：介绍光的偏振现象及其在实际应用中的作用。
5.光的波粒二象性：介绍光的波粒二象性及其在实际应用中的作用。
教学方法本教学内容将通过以下方式进行教学：1.理论课：通过讲解、演示等方式，详细介绍物理光学相关知识点，并结合实际应用进行演示。
2.讨论课：通过小组讨论、问题解决等方式，让学生积极参与课堂讨论，交流经验和心得。
3.实验课：通过实验设计进行光学现象的演示和验证，为学生提供实际操作和实验数据的分析、处理和展示的机会。
教学评估为了更好地了解学生的学习效果，本教学内容将采用以下教学评估方式：1.期末考试：通过物理光学相关知识的考试来评估学生的掌握情况。
2.小组讨论评估：通过小组讨论的形式，评估学生的自主思考、问题解决和团队合作能力。
3.实验报告评估：通过学生提交的实验报告，评估其对实验操作和数据处理的能力。
教学策略为了让本次教学内容更具实践性和针对性，我们将采用以下教学策略：1.问题导向教学法：引导学生通过实际问题的解决，积极参与教学过程，增强学生的学习动机。
物理光学讲课课件-2024鲜版
理论解释
根据惠更斯-菲涅尔原理， 单缝处各点发出的球面 波在屏幕上叠加形成衍
射条纹。
2024/3/28
04
光的偏振
15
偏振现象和分类
2024/3/28
偏振现象
光波在传播过程中，光矢量（即电 场强度矢量E）的振动方向对于光 的传播方向失去对称性的现象。
分类
根据光矢量末端在垂直于传播方向 的平面上描绘出的轨迹形状，可分 为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振 光。
2024/3/28
物理光学
从光的干涉、衍射和偏振等现象的研究， 到光的电磁理论的确立。
现代光学
包括量子光学、非线性光学、光电子学 等领域的飞速发展。
4
物理光学的研究对象和内容
光的传播
研究光在真空和介质中的传播 规律，包括直线传播、反射和 折射等。
光的衍射
研究光波遇到障碍物或小孔后 发生的衍射现象及其规律。
24
量子光学简介
光的量子性质
阐述光的波粒二象性，以及光子、 光的相干性、压缩态等基本概念。
量子光学实验技术
介绍量子光学实验中的常用技术， 如单光子源、单光子探测器、量
子干涉等。
量子信息应用
概述量子信息中的基本协议和应 用，如量子密钥分发、量子计算、
量子隐形传态等。
2024/3/28
25
光纤通信原理及应用
26
激光技术及应用
2024/3/28
激光产生原理
阐述激光产生的基本原理，包括受激辐射、粒子数反转、激光振 荡与放大等。
激光技术
介绍激光技术中的关键技术，如激光调制技术、激光稳频技术、 激光非线性效应等。
激光应用
概述激光在各个领域的应用，如工业加工、医疗诊断与治疗、科 研与测量等。
物理光学基础知识ppt课件(2024)
利用气体放电产生光辐射，如荧光灯、钠灯等。 光谱分布与放电物质及条件有关，可实现特定波 长的光输出。
激光光源
3
通过受激辐射产生相干光，具有单色性、方向性 和高亮度等特点。广泛应用于科研、工业、医疗 等领域。
2024/1/27
16
光谱分析原理及方法
2024/1/27
光谱分析原理
01
不同物质具有不同的光谱特征，通过对物质发射、吸收或散射
第三季度
第四季度
照明工程
光源是照明工程的基础 ，不同类型的光源在照 明效果、能源消耗等方 面具有不同的特点。照 明工程需要综合考虑光 源的性能和实际需求进 行选择和设计。
显示技术
光源在显示技术中扮演 重要角色，如液晶显示 中的背光模组、OLED 显示中的自发光材料等 。光源的性能直接影响 显示设备的亮度、色彩
21
现代光学技术发展趋势
微型化
随着微电子技术的发展，光学 仪器和设备越来越微型化，便
于携带和使用。
2024/1/27
智能化
结合人工智能和机器学习技术 ，实现光学设备的自动化和智 能化操作。
多功能化
将多种光学功能集成在一个设 备上，提高设备的综合性能。
高精度化
提高光学设备的测量精度和稳 定性，满足高精度测量和实验
2024/1/27
6
02
几何光学基础
2024/1/27
7
光线与光束
光线定义
表示光传播方向的几何线，光线 上的每一点代表同方向的光矢量
。
光束概念
由同一点发出的所有光线的集合 ，分为同心光束和平行光束。
光线特性
光在均匀介质中沿直线传播，遵 循独立传播原理和叠加原理。
大学物理光学讲义1-5
E1p ' E1p
rp
n1 cosi2 n2 cosi1
n2 cosi1 n1 cosi2
n E 1 E 1 E 2 0
n H 1 H 1 s H 1 p cio 1 s n H 1 H 1 s H 1 p cio 1 s n H 2 H 2 s H 2 p cio 2 s
n E 1 E 1 s E 1 pcio 1 s n E 1 E 1 s E 1 p cio 1 s n E 2 E 2 s E 2 p cio 2 s
大学物理光学1-5
精品jin
1 波动光学基础
1.5 光在介质界面的反射与折射
主要内容
1.自然光在两种电介质分界面上的反射和折射 2.菲涅耳公式 3.斯托克斯倒易关系 4.布儒斯特定律 5. 反射光与透射光的半波损失（相位突变） 6. 全反射现象与应用 7. 反射光与透射光的能量分配
1 波动光学基础
H 1 s H 1 p c i 1 H o 1 s H 1 p s c i 1 H o 2 s H 2 p s c i 2 os
E 1 s E 1 p c i 1 E o 1 s E 1 p s c i 1 E o 2 s E 2 p s c i 2 o s
②变化的矢量方向有了 描述的参照系.
1.5.2菲涅耳公式
1 波动光学基础
1.5.2 菲涅耳公式
振幅反射系数与振幅透射系数: 在界面使用电磁场边值关系:
rsE E 1 1 s s， rpE E 1 1 p p， tsE E 1 2s s， tpE E 1 2pp .
n H 1 H 1 H 2 0
在两种各向同性的无吸收介质界面运用Maxwell积分方程可得:
n
B 1 B2
高中物理竞赛教程(超详细)第十一讲物理光学
就是与劈尖的一定厚度 h 相当。
任何两个相邻的明纹或暗纹之间的距离
l 由下式决定：
k 做相当，也
高中物理竞赛光学原子物理学教程 第二讲物理光学
l sin
hk 1 hk
1 (k 1) 2
1k 2
2
式中 为劈尖的夹角。显然，干涉条纹是等间距的，而且
θ 愈小，干涉条纹愈疏；
θ 愈大， 干涉条纹愈密。 如果劈尖的夹角 θ 相当大， 干涉条纹就将密得无法分开。 干涉条纹只能在很尖的劈尖上看到。
，这时，在两玻璃片之间形成的
空气薄膜称为空气劈尖。两玻璃片的交线称为棱边，在平行于棱边的线上，劈尖的厚道 度是相等的。
当平行单色光垂直（ i 0 ）入射于这样的两玻璃片时，在空气劈尖（
n2 1 ）的
上下两表面所引起的反射光线将形成相干光。如图
1-2-9 所示，劈尖在 C 点处的厚度为
h，在劈尖上下表面反射的两光线之间的光程差是
高中物理竞赛光学原子物理学教程 第二讲物理光学
示，两光线 a1 和 b1 的光程差的精确计算比较困难，但在膜很薄的情况下，
A 点和 B 点
距离很近， 因而可认为 AC 近似等于 BC ，并在这一区域的薄膜的厚度可看作相等设为
h，
其光程差近似为
2n2 hcos r
2
2
2
2h n2 n1 sin i
当 i 保持不变时，光程差仅与膜的厚度有
2-1-1 所示，
于是得到了与缝平行的彩色条纹；如果在双缝前放一
块滤光片，就得到明暗相同的条纹。 A、B 为双缝，相距为 d，M为白屏与双缝相距为
l ，DO
图 2-1-1
为 AB的中垂线。屏上距离 O 为 x 的一点 P 到双缝的距离
物理光学教程
其中：
2 2 | E0 | [ E10 E20 2E10 E20 cos(20 10 )] 振幅：
E10 sin 10 E20 sin 20 ] 初相位： 0 arctan[ E10 cos10 E20 cos 20
结论：
(3-4)
① 合成波与分量波的时间频率相同，传播方向相同；
10 20 常数
即要求两个分量波的初位相差恒定，不随时间t变化，唯如此，干涉 项第二项——差频项——才不为零。
E10· 20≠0 E
10 20 常数
满足这三个干涉条件的光波称为“相干光波”。 三个相干条件中前两个条件是必须满足的基本条件，当这个条件满足时， 即对于严格的单色光波而言，第三个条件自然就满足了。 但是实际情况中不存在严格意义上的单色波，因为普通光源上各个原子 -8 发光都是间断的，每次发光的持续时间不会大于10 s，因此不同发光原 子，或同一个原子在不同的发光时刻发射的光波在位相上是互不关联的。 8 即初始位相差随着时间t变化，变化的频率在10 /s数量级，这样干涉项第 二项——差频项的时间平均值将为零，至少也是不稳定的。 所以“10 20 常数 ”是得到稳定的干涉场的一个必要条件。
光学外差干涉法的思想也是拍频的应用：
0 k E 2 E10 cos( z t ) exp[i (kz t 0 )] 2 2 2
2 I 2E10[1 cos(kz t 0 )]
(ii)
(iii)
ω2 A
ω2
ω1
R1
B
BS d
ω1 光学外差测量示意图
2 E1 E2 E10 E20{ cos[(k1 k2 ) r (1 2 )t (10 20 )] cos[(k1 k2 ) r (1 2 )t (10 20 )] }