3.5多光束干涉法布里 珀罗干涉仪 修正版 ppt课件

振幅反射比 r1 r2 上下外表面 r1 r2 上下内表面 振幅透射比 t1 t2 上下表面自外向内 t1 t2 上下表面自内向外 设入射光振幅 A 1 光波经薄膜层的反射和透射 5多光束干涉和法布里 珀罗干涉仪 透射光振幅 t1t2A r2r1 t1t2A r22r1 2t1t2A r23r1 3t1t2A 反射光射幅 r1A r2t1t1 A r22r1 t1t1 A r23r1 2t1t1 A 若n1 n2 则 r1 r2 r r2 r1 r t1 t2 t t2 t1 t i1 t2 i 由斯托克斯倒易关系 r r r2 tt 1 得 反射振幅 rA r 1 r2 A r3 1 r2 A r5 1 r2 A 透射振幅 1 r2 A r2 1 r2 A r4 1 r2 A r6 1 r2 A 结论 若r较小 则多次反射可以忽略 可按双光束干涉处理薄膜干涉问题 若两束反射光强度近似相等 干涉图样反衬度近似等于1 若两透射光束强度相差较大 干涉图样衬比度小于1 若r较大 如接近0 5以上 则相邻反射或透射光束振幅相差不大 各光束对叠加的贡献不可忽略 变为不等强度的多光束干涉 2 多光束干涉的光强分布公式 1 求解多光束干涉问题的方法和步骤 方法 复振幅叠加法 步骤 2 具体求解 1 每条光束的反射和透射光的振幅 2 相邻光束间的光程差和相位差 不考虑半波损 相邻光束间的表观光程差均相等 此时 3 半波损情况 和 时 前两束反射光之间有半波损 前两束透射光之间没有半波损 其余相邻反射和透射光线之间均没有半波损 4 各束反射和透射光的复振幅 注意 负号来自半波损 5 反射和透射光的总复振幅和光强 用光强反射率R为参量 2 反透射光的极值位置仅由 决定 与R无关 3 讨论 1 反射和透射干涉图样互补 透射光干涉花样中有很强的均匀背景 干涉花样的反衬度很小 3 弱反射时 反射光主要是前两束光之间的干涉 后几束光的影响可以忽略 4 强反射时 各条光束均不可忽略 多光束干涉使干涉条纹变得很细锐 稍偏离2k IT便从极大值急剧下降 1 结构和光路 2 法布里 珀罗干涉仪 3 用途 分析光谱的精细结构 用作激光器上的谐振腔 2 条纹形状和特征 形成等倾干涉条纹 条纹明亮 细锐 处于1 2的两个位置对应的位相差 4 条纹的半值宽度 1 半值宽度的定义 2 半值宽度具体计算 时 3 以单色扩展光源入射 亮条纹上强度等于极大值中心强度一半的两点所对应的光束的角度差 能更直观地反映条纹的细锐程度 1 半角宽度 干涉条纹变得越来越细锐 3 讨论 此时 n h和 不变 光程差由i决定 2 半角宽的具体计算 固定 令 取 得 3 讨论 R或h越大 条纹越细锐 4 非单色平行光入射 1 纵模和纵模间隔 时 称为法珀干涉仪输出的纵模 用频率表示的纵模 纵模间隔 以频率为参量 纵模是等间隔的 2 纵模谱线的半值宽度 固定 令 取 得 或 3 讨论 a 反射率越高 或腔长越长 谱线宽度越窄 b 法珀腔能挑选输入非单色光的波长 压缩线宽 提高输出光的单色性 3 法布里 珀罗干涉仪在光谱学中的应用 1 应用 1 精确地比较光谱的波长 2 用波长量度长度 3 研究光谱的超精细结构 2 色散本领 两谱线中心的波长间隔与被分开的角距离之比称为色散本领 1 色散本领定义 2 色散本领公式 3 色分辨本领 波长与在其附近刚可被分辨的两条谱线的最小波长间隔之比称为色分辨本领 1 色分辨本领定义 2 色分辨本领公式 第级干涉条纹的半角宽 两条谱线被分开的角距离 时两条谱线刚可分辨 则 称为分辨本领公式 3 讨论 则 仪器的色散本领很大 加之 仪器的分