法布里—珀罗干涉仪多光束干涉课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,1,9,法布里,珀罗干涉仪多光束干涉,迈克耳孙干涉仪是应用分振幅原理的干涉仪。,波幅分解后成为一个双光束系统，如果两束光,的强度相同即振幅都等于,A,1,，则光强为,19 法布里珀罗干涉仪多光束干涉迈克耳孙干涉仪是应用,1,它介乎最大值 和最小值,0,之间，随相位,差 连续改变，用实验方法不易测定最大,值或最小值的精确位置。,对实际应用来说，,干涉花样最好是十分狭窄，边缘清晰，并,且十分明亮的条纹，此外还要求亮条纹能,被比较宽阔而相对黑暗的区域隔开。,它介乎最大值 和最小值0之间，随相位,2,如果我们采用相位差相同的,多光束干涉,系统。,这些要求便可实现，在最理想的情况下，仅,在对应于某一指定值的 处才出现十分锐,利的最大值，而其它各处都是最小值。,法布,里,珀罗干涉仪,就是这种重要实验装置。,如果我们采用相位差相同的多光束干涉系统。,3,G,、,G,相向平面上镀有反射率较高的薄膜，若两平行的镀银平面的间隔可以改变，则仪器称为法布里,珀罗干涉仪。面光源,S,放在透镜,L,1,的焦平面上，使许多方向不同的平行光束入射到干涉仪上，在,G G,间作来回多次的反射，最后透射出来的平行光束在第二透镜,L,2,的焦平面上形成同心圆形的等倾干涉条纹。,法布里,珀罗干涉仪,G、G相向平面上镀有反射率较高的薄膜，若两平行的镀银平面的,4,对一入射角为 的光束的多次,反射和透射。设镀银面的反射,率为 ，,A,0,:,入射光第,一次射到前表面,G,时的振幅，,A,为反射光的振幅， 则透射,光的振幅为 ，第一次在,后表面反射的光的振幅,为 ，透射的振幅,为 ，从后,表面,G,相继透射出来的各光,束的振幅依次为 、,、 、 、,。,对一入射角为 的光束的多次,5,这些透射光束都是相互平行的，如果一起通,过透镜,L,2,，则在焦平面上形成薄膜干涉条纹,，每相邻两光束在到达透镜,L,2,的焦平面上的,同一点时，彼此的光程差值都一样：,相位差为,若第一束透射光的初位相为零，则各光束的,相位依次为,:,这些透射光束都是相互平行的，如果一起通相位差为若第一束透射光,6,振幅以等比级数（公比为 ）依次减小，,相位则以等差级数（公差为 ）而依次增加。,多束透射光叠加的合振幅,A,可按如下方法计算：,则合振动为：,利用无穷等比级数求和公式：,振幅以等比级数（公比为 ）依次减小，多束透射光叠加的合振,7,合振动的强度为：,称为艾里函数,合振动的强度为：称为艾里函数,8,称为精细度，它是干涉条纹细锐程度的量度。,对于给定的 值， 随 而变，当时 ，振幅为最大值,A0,，,当 时，振幅为最小值,:,称为精细度，它是干涉条纹,9,因此，反射率 越大，可见度越显著。,时，不论 值大小如何，,A,几乎不变，分不清,最大值与最小值， 时，只有 时方出现,最大值， 如与上值稍有不同，,则： ，,A,即接近于零,.,因此，反射率 越大，可见度越显著。,10,相位差 ，如用单色光源放在透,镜,L1,的焦平面上，光源上不同点处所发的光,通过,L1,后形成一系列方向不同的平行光束，,以不同的入射角 射到,G,1,面上，由于 和,h,都,是给定的， 就唯一地取决于,（即,），同,一入射角的入射光经过法布里,珀罗干涉仪,的透镜,L2,会聚后，都位于,L2,的焦平面上的同,一个圆周上，以不同入射角入射的光，就形,成同心圆形的等倾干涉条纹。,法布里,珀罗干涉仪干涉条纹清晰明锐的特点，,使它成为研究光谱线超精细结构的有力的工具。,相位差 ，如用单色光源放在透法布里珀,11,当,G,、,G,面的反射率很大时,（实际上可达,90%,，甚至,98%,以上），由,G,透射,出来的各光束的振幅基本相等，这接近于等振,幅的多光束干涉。计算这些光束的叠加结果，,合振幅,A,可用下式表示：,设,合振幅,当G、G 面的反射率很大时设合振幅,12,A0,为每束光的振幅，,N,为光束的总数， 则为,各相邻光束之间的位相差。由上式可知，,当 时，得到,主最大值,A0为每束光的振幅，N为光束的总数， 则为,13,法布里珀罗干涉仪多光束干涉课件,14,而当,时，得到最小值,=0,。这时,已变为最大值的条件。,由此可见，在两个相邻主最大值之间分布着（,N,-1,）个最小值，又因为相邻最小值之间，必有一个最大值，故在两个相邻的主最大值之间分布着（,N,-2,）个较弱的最大光强，称为,次最大,。,而当,15,