最新光电子技术课件ppt2[1]教学讲义ppt

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I I 1 I 2 2I 1 I 2c os
• 非相干光源
co s0
I = I 1 + I 2 —非相干叠加
• 完全相干光源 co s co s
▲相长干涉（明） 2k,
I I m I a 1 x I 2 2 I 1 I 2
▲相消干涉（暗） (2 k 1 ) ,
光电子技术课件ppt2[1]
光子的相干性和光子简并度
相格的空间体积===========相干体积？ 结论：
1、相格空间体积以及一个光波模式或光子态占有的 空间体积都等于相干体积。
2、属于同一量子态的光子或同一模式的光波是相干 的，不同量子态的光子或不同模式的光波是不相干 的。
3、模式、光子的量子态、相干体积、相格等价
（1）基于晶体双折射原理起偏 （2）布儒斯特角起偏
这是利用光在界面上的反射与吸收过程获得偏振光的一种方式：
n1 ····i i ····
n2
r·
自然光反射和折射 后产生部分偏振光
n·1 ···i0
线偏振光
i0····S
n2
r0
·
起偏振角
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i i = 0 时，反射光只有S分量 i0 r0 900 i 0 — 布儒斯特角或 起偏角
I I m I i1 n I 2 2I 1 I 2 (k= 0,1,2,3…)
2. 条纹衬比度（对比度，反衬度）
V ImaxImin Imax Imin
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一. 双缝干涉 单色光入射
px x
dd
r1 r1
·p x x
rr22
x oo x x0x0
x x
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2.1.5 光的衍射（Diffraction of light）
1 衍射现象、惠更斯——菲涅耳原理
一. 光的衍射
1.现象:
衍射屏
观察屏
衍射屏
观察屏
S
*
a
10 - 3 a
L
L
S
*
2.定义: 光在传播过程中能绕过障碍物 的边缘而偏离直线传播的现象
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二 . 光强公式
I I 1 I 2 2I 1 I 2 c o ,s
若 则
I1I=4 I2I0 =cI0o 2 , 2 s
I (dsin2)
4I0
光强曲线
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-4 -2 0 2 4
-2 -1 0 1 2 k
x -2 x -1 0
x1
x2
x
-2 /d - /d 0 /d 2 /d sin
由 n 1 si0 i n n 2 sr 0 i n n 2 ci0 os
有：
tgi0
n2 n1
n21
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2.1.4 光的干涉
p
光的相干条件：频率相同、振动方向相同、 相差恒定
1
·
r1 r2
·
1. 两列光波的叠加(只讨论电振动)
·
E 光 令 E 1 矢 E 2 ,1 2 2 量
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条纹间距
x D
d
条纹特点：
(1) 一系列平行的明暗相间的条纹；
(2) 不太大时条纹等间距；
(3) 中间级次低；
某条纹级次 = 该条纹相应的 (r2-r1)/ 明纹: k ，k =1,2,3…(整数级)
暗纹: (2k+1)/2 (半整数级)
(4) x
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光子简并度
当体系处于热平衡时，在
n个光子中，出现在能量
为
i hi
状
态 体的系最温可度几和数能目 量决n i 定是的由：
由此可得黑体在温度T下 ，在一定频率间隔内的平 衡辐射能量： Wnhv
从而得到单位体积单位频 率间隔内的黑体辐射能量
为：
ni
gi
h i
e KT 1
自然光：
· ··
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§2.1 光学基础知识 部分偏振光：
··
·· ····
平行板面的光振动较强 垂直板面的光振动较强
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§2.1 光学基础知识
圆偏振光、椭圆偏振光
右旋圆 偏振光
右旋椭圆 偏振光
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2. 偏振度
P
Ip It
Ip In I p
I — t 部分偏振光的总强度 In —部分偏振光中包含的自然光的强度 Ip —部分偏振光中包含的完全偏振光的强度
完全偏振光 (线、圆、椭圆 ) P =1
自然光 ( 非偏振光 )
P=0
部分偏振光
0<P<1
偏振度的另一种表示：
P ImaxImin ImaxImin
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3. 偏振片的起偏和检偏
一. 起偏
• 起偏：从自然光获得偏振光
• 起偏器: 起偏的光学器件
• 起偏的原理：利用某种光学的不对称性
• 偏振片
微晶型
非·偏·振·光
光轴 线偏振光
电气石晶片
分子型
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入射 电磁波
线栅起偏器
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y x z
z
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常用的起偏的方式有以下几种：
P: E 1 E 1c 0 o t s1 )( E 2 E 2c 0 o t s2 )(
E20
E0
E E 1 E 2 E 0 ct o )s(
E 0 2 E 1 2 0 E 2 2 20 2 E 1 1 E 0 2c 0 o2s 1E10
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II
D
d >>λ，D >> d (d 10 -4m, D
波m程) 差：
相位差：
r2 2r 1 ds i n dtg dD x
明纹 暗纹
( k 2 k , x 1 ) k2 , x k ( D d 2 k 1 ,)k 0 ( ,2 1 k ,2 … 1 )2 D d
nni gi
gni gi
8vc23vVhv
pv,T8ch3v3
1
hv
eKT1
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§2.1 光学基础知识
2.1.3 偏振 （ Polarization ）振动方向和传播方向不对
称
1.光的偏振态
线偏振光：
····· 光振动垂直板面
光振动平行板面
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3. 分类: (1) 菲涅耳衍射 (2) 夫琅禾费衍射
近场衍射 远场衍射
二. 惠更斯——菲涅耳原理 波传到的任何一点都是子波的波源，
各子波在空间某点的相干叠加，就
决定了该点波的强度。
dE (p)a(Q)rK()dS
n
dS ·
r
Q
S(波前)
设初相为零
dE(p)