s p光相位差
相位差恒定相干光相位差
解：（1）从S1和S2发出的相干光所对应的光程差
( r2 h nh ) r1
当光程差为零时，对应零条纹 的位置应满足：
( r2 h nh ) r1 0
r2 r1 ( n 1 ) h 0
S1
S2
r1
r2
h
所以零级明条纹下移
解（2）原来 k 级明条纹位置满足：
叠加后光强等于两光束单独照射时的光强之和， 无干涉现象.
要使两列波在P处产生相干叠加， 两列波的条件： （1）振动方向相同
（2）频率相同 （3）相位差恒定 相干光
？？两个独立的普通光源能否成为一对相干光源 光源的微观客体分子或原子的发光过程---量子过程，
能级跃迁辐射 波列
0
E2 E1
= (E2-E1)/h
S2
M
L
Q
D
E
当屏幕 E 移至E'处，从 S1和 S2 到 L点的
光程差为零，但是观察到暗条纹，验证了反射
时有半波损失存在。
例1：S2 缝上覆盖的介质厚度为 h ，折射率为n ， 设入射光的波长为. 问：（1）原来的零级条纹移至何处？（2）若原来的 零级成为原来的第 k 级明条纹处，其厚度 h 为多少？
r2 r1 k
设有介质时，原来第 k 级明纹移到原来零级明条纹 处，它必须同时满足：
( r2 h nh ) r1 0
r 2 r1 ( n 1 ) h
k n 1
S1
S2
r1
r2
h
h
S1
S2
L
练习：已知双缝间距d=0.60mm,缝和屏幕 间距D=1.50m，若测得相邻两明条纹间距 △x=1.50mm。 （1）求入射光的波长？ r1 （2）若以折射率n=1.30， P 厚度L=0.01mm的透明薄膜 r2 遮住一缝，原来的中央明 条纹将变成第几级明条纹？
波动光学习题解答
波动光学习题解答1-1 在杨氏实验装置中，两孔间的距离等于通过光孔的光波长的100倍，接收屏与双孔屏相距50cm 。
求第1 级和第3级亮纹在屏上的位置以及它们之间的距离。
解： 设两孔间距为d ，小孔至屏幕的距离为D ，光波波长为λ，则有=100d λ.(1)第1级和第3级亮条纹在屏上的位置分别为-5150==510m 100D x d λ=⋅⨯-42503==1.510m 100D x d λ=⋅⨯(2)两干涉条纹的间距为-42=1.010m Dx d λ∆=⋅⨯1-2 在杨氏双缝干涉实验中，用06328A =λ的氦氖激光束垂直照射两小孔，两小孔的间距为1.14mm ，小孔至屏幕的垂直距离为1.5m 。
求在下列两种情况下屏幕上干涉条纹的间距。
（1）整个装置放在空气中； （2）整个装置放在n=1.33的水中。
解： 设两孔间距为d ，小孔至屏幕的距离为D ，装置所处介质的折射率为n ，则两小孔出射的光到屏幕的光程差为21()xn r r nd Dδ=-=所以相邻干涉条纹的间距为D x d nλ∆=⋅（1）在空气中时，n ＝1。
于是条纹间距为9431.5632.8108.3210(m)1.1410D x d λ---∆==⨯⨯=⨯⨯ （2）在水中时，n ＝1.33。
条纹间距为9431.5632.810 6.2610(m)1.1410 1.33D x d n λ---⨯⨯∆=⋅==⨯⨯⨯1-3 如图所示，1S 、2S 是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为1r 和2r 。
路径1S P 垂直穿过一块厚度为1t 、折射率为1n 的介质板，路径2S P 垂直穿过厚度为2t ，折射率为2n 的另一块介质板，其余部分可看做真空。
这两条路径的光程差是多少？ 解：光程差为 222111[r (n 1)t ][r (n 1)t ]+--+-1-4 如图所示为一种利用干涉现象测定气体折射率的原理性结构，在1S 孔后面放置一长度为l 的透明容器，当待测气体注入容器而将空气排出的过程中幕上的干涉条纹就会移动。
物理光学第二章光波的叠件与分析
合振动为：
E E 1 E 2 [ a 1 ei x 1 ) p a 2 e( i x 2 )e p ] x i(t ) p
令： A ex i)p a 1( ex i1 )p a 2 (ex i2)p(
二、几种特殊情况
根据下式：
2
EE x
2 y
2E xE yco ssi2n
a a 2 1
2 2
Lnr
物理意义：表示光在介质中通过几何路程为r时落后的 相位与光在真空中通过几何路程为nr时落后的相位相同。
采用光程概念的好处是，可以把光在不同介质中的传 播路程都折算为在真空中的传播路程，便于进行比较。
式中n(r1–r2)是光程差,以后用符号△表示。
根据位相差与光程差的关系： 2 0
E
B
B1
E1
B 1
E 1
第三节 两个频率相同、振动方向相 互垂直的光波叠加
一、椭圆偏振光
z
如图所示，假设光源S1
y x
和S2发出的单色波的频率相
P
同，但振动方向相互垂直， 且分别平行于x轴和y轴。在 考察点P处，两光波的光振
S2 S1 ●
●
z2 z1
动可写为：
E xa1coks1z (t) Eya2coks2z (t)
必须注意虽然各点似乎都有相同的相位但是因为振幅因子在波节处经零值改变符号所以在每个波节两边的点振动相位都是相反的kz维纳在1890年发表了著名的维纳实验结果这即在实验上证实了光驻波的存在又显示了光化学反应中是电场而不是磁场在起主要作用实验装置如下图所示可以预见
(工程光学基础)考试试题库1
1．在单缝衍射中，设缝宽为a ，光源波长为λ，透镜焦距为f ´，则其衍射暗条纹间距e 暗=f aλ'，条纹间距同时可称为线宽度。
2．当保持入射光线的方向不变，而使平面镜转15°角，则反射光线将转动30° 角。
3．光线通过平行平板折射后出射光线方向__不变_ ___ ,但会产生轴向位移量，当平面板厚度为d ，折射率为n ，则在近轴入射时，轴向位移量为1(1)d n- 。
4．在光的衍射装置中，一般有光源、衍射屏、观察屏，则衍射按照它们距离不同可分为两类，一类为 菲涅耳衍射，另一类为 夫琅禾费衍射 。
5．光轴是晶体中存在的特殊方向,当光在晶体中沿此方向传播时不产生双折射。
n e <n o 的单轴晶体称为负单轴晶体 。
6．1/4波片的附加相位差为(21)0,1,2, (2)m m π+=±±,线偏振光通过1/4波片后，出射光将变为 椭圆偏振光或圆片遮光 。
7．单个折射球面横向放大率β=nl n l'' ，当-1<β<0时，成像性质为 物像处于球面的两侧，成倒立缩小像 。
8．两列波相干的条件 有方向相同的振动分量 、振动频率相同 、 相位差稳定_。
9.假设光波的偏振度为p ，则p=0时表示 自然光，p=1时表示线偏振光,0<p<1时表示部分偏振光。
10.菲涅尔圆孔衍射图样的中心点可能是明的，也可能是暗的，而夫琅和费衍射图样的中心点是明 的。
11.光波的振动方向与传播方向互相 垂直 ,所以光波是横波 。
12.当自然光以布儒斯特角入射至两各向同性介质界面上，其反射光为线偏振光，折射光为_部分 偏振光。
13.光线通过双平面镜后，其入射光线与出射光线的夹角为50°，则双平面镜的夹角为25° 。
14.在迈克尔逊干涉仪中，用单色光源直接照明，若反射镜M 1、M 2严格垂直，则此时发生 等倾（等倾或等厚）干涉，可观察到中央或明或暗的一系列同心圆环，圆环中央疏、边缘密_（描述条纹特点）,若M 1与M 2’间的厚度每减少2λ的距离,在条纹中心就消失 一个条纹。
光的干涉部分 1 介质的折射率
d 2 0.32 ×2×10-3 N= = = 534.8 (nm) 1024
结束 返回
光的衍射部分
一、基本概念
惠更斯—菲涅耳原理 半波带法
二、基本定理
1 单逢衍射 暗 明
BC a sin q 2k 2
BC a sin q (2k 1)
波带数 n
2
2a sin q
结束 返回
解：由暗纹条件 解：
1 2ne = (2k+1) 2 = (k + 2 )
设 1 =500nm 为第k级干涉极小
2 =700nm 为第(k-1)级干涉极小
1 1 1 (k + 2 ) 1 = (k 1) 2 + 2 2
1+ 2 500+700 k= = 2( 2 1 ) 2(700-200)
上下、左右微微移动狭缝，条纹分布不变 上下微微移动透镜，条纹分布中心随透镜上下移动
2 圆孔的夫琅禾费衍射 爱里斑的半角宽度 爱里斑的线半径 典型习题 求爱里斑的半角宽度（仪器最小分辨角）、线半径 例： f 0.1m
q0 0.611 1.22 R D
f r fq0 1.22 D
2k
波带数
n 2k 1
自己比较与干涉的区别
中央明纹的半角宽度 线宽度
q0 sin a a x0 2 f λ a
1
缝位置变化不影响条纹位置分布 典型习题
计算半角宽度、中央明纹宽度
计算各级角宽度、线宽度 移动狭缝、移动透镜对条纹影响 衍射角很小
例：单逢衍射
f 1m a 0.1mm 500nm 7 5 10 3 半角宽度 q 0 5 10 rad 4 a 10
工程光学第三版下篇物理光学第十一章课后习题答案详解
上述答案均可
15. 线偏振光在 n1 和 n2 介质的界面发生全反射 , 线偏振光的方位角
45 度 , 证明当
1 n2
cos
1 n2
时( 是入射角 ), 反射光波和波的相位差有最大植。式中 证明：
n n2 / n1 。
工程光学习题解答
全反射时， S波与 P波相位差为
cos sin2 n2 cos 1 cos2 n2
若反射比降为 0.01，则 '
4
1 0.01
0.96, 损失 4%
13. 一半导体砷化镓发光管（见图 10-41 ），管芯 AB 为发光区，其直径 d 3mm 。为了避
免全反射， 发光管上部磨成半球形， 以使内部发的光能够以最大投射比向外输送。 要使发光
区边缘两点 A和 B的光不发生全反射， 半球的半径至少应取多少？ ( 已知对发射的
29.12
19. 两 束 振 动 方 向 相 同 的 单 色 光 波 在 空 间 某 一 点 产 生 的 光 振 动 分 别 表 示 为
E1 a1 cos( 1 t) 和 E2 a2 cos( 2 t ) ， 若
2 1015 HZ ， a1 6v / m ，
a2 8v / m， a1 0 ， a2 / 2 ，求合振动的表示式。
n2 cos 2 4sin 2 2 cos2 1 n1 cos 1 sin2 ( 1 2 )
ts
(4)同（3）略
9. 电矢量方向与入射面成 45 度角的一束线偏振光入射到两介质的界面上， 两介质的折射率
分别为 n1 1, n2 1.5，问：入射角 1 50 度时，反射光电矢量的方位角（与入射面所成
工程光学习题解答
18. 铝在 解：
光学和光子学 光学薄膜 第1部分：术语-最新国标
光学和光子学光学薄膜第1部分：术语1 范围本文件界定了光学薄膜相关术语。
术语分为3类：基本术语和定义、按功能定义薄膜、常见的薄膜缺陷定义。
本文件适用于光学元器件及基底的表面镀膜，给出了光学薄膜技术指标的标准表述形式，定义了通用特性和必要的测试和测量方法，但不拟用于规定镀制方法。
本文件不适用于眼科光学（眼镜）的表面镀膜。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO 11145，光学和光子学—激光器和与激光有关的设备—词汇和符号（Optics and photonics – Lasers and laser-related equipment – V ocabulary and symbols ）ISO 80000-7，量和单位—第7部分：光和辐射（Quantities and units – Part 7: Light and radiation ）3 术语和定义ISO 11145和ISO 80000-7中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1 基本术语和定义3.1.1 通用术语3.1.1.1元件和基底的表面镀膜 surface coating of components and substrates使用一种或多种材料，在元件表面镀膜，用以改变元件原表面的光学、物理或化学性质。
注：基底被视为是几何完美和光学均质的。
在实际操作中，将基底和表面的薄膜作为一个整体进行检验测量。
3.1.1.2入射介质 incident medium光射入薄膜前经过的介质。
3.1.1.3出射介质emergent medium光射出薄膜后进入的介质。
注：基底除了作为薄膜的机械支撑基底，也是薄膜的出射介质和（或）入射介质。
3.1.1.4通光孔径clear aperture符合要求的表面区域。
聚合物薄膜表面分子取向的表征方法
简介控制聚合物分子的取向通常可以采用单轴定向拉伸、高电场薄膜极化、紫外偏振光照射含有光敏基团的聚合物等方法，也可以采用偏振激光辐射气相化学沉积法，得到单一取向的高分子薄膜。
目前，取向技术在压电材料、二阶非线性谐波材料以及液晶定向技术中得到广泛应用。
在液晶显示器制作中，聚合物表面取向的分子链用于控制液晶分子的定向方向，而取向分子链的获得主要是通过绒布摩擦法。
即将涂布于基板上的高分子薄膜(一般是聚酰亚胺)经过摩擦后，聚合物表面的部分分子链或链段发生了沿着摩擦方向排列的取向现象。
而其上的液晶分子因受到聚合物分子链各向异性的相互作用而引起定向排列。
为了进一步发展高性能的液晶显示器，必须了解磨擦取向高分子薄膜的取向特性，所以聚合物薄膜分子取向的表征技术得到了快速发展。
这其中包括傅立叶红外技术、偏振紫外技术、二次谐振产生(SHG)观察法、反射椭圆偏振技术(TRE)、近场X射线吸收精细结构谱(NEXAFS)[]、掠角X射线衍射技术(GIXS)[以及核磁共振技术等等。
01紫外-可见光谱法对有机二阶非线性光学材料，在极化前后，随着生色团取向的变化，豪合物的紫外-可见吸收光谱也会发生变化。
假定分子的跃迁矢量平行于其永久基态偶极矩，就可以用偏振垂直于极化方向的光测定膜的吸光度，由极化前后的吸光度可求其序参数：φ=(1-A1)/A0=(3cos²θ-1)/2，其中A0为极化前的吸光度，A1为极化后的吸光度，θ为薄膜的取向角，序参数可反映薄膜或基团的取向程度。
图中为极化前后含偶氮基团的聚胺酯酰亚胺(PUI)薄膜的紫外-可见吸收光谱。
从谱图可以看出，高电场极化使得偶极矩发生取向而引起分子二向色性的变化。
由于偶极矩发生面外取向，因而极化后膜的最大吸收峰值下降。
02傅立叶红外光谱技术对于透射红外光谱，化学基团的吸收是指该基团偶极矩在垂直于入射光平面上的分量的吸收，如果基团发生了面外的取向(如电极化，激光诱导等)，则其偶极矩在入射光的垂直平面上的分量将减少，因此通过测定处理前后透射红外光谱的变化，可以了解化学基团的面外取向情况。
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s p光相位差
光相位差（Optical Phase Difference）是光学中一个重要的概念，用于描述光波传播过程中的相位变化情况。
在本文中，我们将详细讨论S-P光相位差的含义、测量和应用。
S-P光相位差指的是入射光波从表面反射后与通过光栅反射的光波之间的相位差。
S-P光相位差是光栅测量技术中的关键指标，也是许多光学测量系统中的一个重要参数。
测量S-P光相位差的方法有多种，常见的包括白光干涉法、多条光程比较法等。
在白光干涉法中，通过将两束光分别经过两个不同高度的光栅片后，使两束光的相位差产生位移。
通过观察干涉条纹的变化，可以测量出S-P光相位差。
这种方法适用于频率相对较低的光栅测量，如角度测量。
而在多条光程比较法中，通过利用多个相同的光栅片，使光束依次通过每个光栅，再进行干涉比较。
这种方法对S-P光相位差的测量更加准确，适用于频率较高的光栅测量，如位移测量。
测量得到的S-P光相位差可以应用于各种光学领域。
例如，在光栅测量中，S-P光相位差可以用来计算光栅的线数、周期等参数。
在位移测量中，通过测量S-P 光相位差的变化，可以得到被测物体的位移信息。
此外，S-P光相位差还可应用于光通信领域。
在光纤通信系统中，S-P光相位差的测量与补偿可以有效地降低信号传输中的相位失配问题，提高系统的性能和稳定性。
除此之外，在光学传感器中，S-P光相位差可以应用于气体传感、压力传感、温度传感等领域。
通过测量光栅或传感元件上的S-P光相位差的变化，可以得到被测量物理量的相关信息。
综上所述，S-P光相位差作为光栅测量技术中的重要参数，具有广泛的应用前景。
通过合适的测量方法和精确的数据处理，可以得到准确的S-P光相位差值，并应用于光学领域的各种应用中。
随着科技的不断进步，对于S-P光相位差的研究和应用也将进一步深入，推动光学领域的发展。