《光学干涉》课件2

《光学干涉》课件PPT•光学干涉概述•干涉原理•双缝干涉实验•多光束干涉•薄膜干涉•干涉现象在现代光学中的应用01光学干涉概述干涉现象的定义010203干涉现象相干波源干涉条件当两个或多个相干波源产具有固定相位关系的波源，需要满足空间重叠、频率生的波在空间某一点叠加如激光相同、相位差恒定时，它们相互加强或减弱的现象干涉现象的分类波动干涉电磁波干涉由波动理论描述的干涉现象，如水波、由电磁波产生的干涉现象，如无线电声波等信号等光的干涉由光波产生的干涉现象，具有独特的性质和规律干涉现象的应用光学干涉测量利用光学干涉技术测量长度、厚度、表面粗糙度等物理量干涉滤镜利用干涉原理制作的滤镜，用于调节光束的相干性干涉仪利用干涉现象制作的仪器，用于测量角度、振动等物理量02干涉原理光的波动性光的波动性描述了光在空间中传播的光的波动性是理解光学干涉现象的基方式，类似于水波在液体中的传播础光的波动性决定了光在传播过程中会与障碍物相互作用，产生衍射、干涉等现象波前的传播与叠加当两束或多束光波相遇时，它们会相互作用，形1成新的波前波前的叠加遵循线性叠加原理，即两束光波的振2幅相加在波前叠加过程中，如果两束光波的相位相同，3则振幅相加，产生相长干涉；如果相位不同，则振幅相减，产生相消干涉干涉相长与相消干涉相长是指两束光波在相遇区干涉相消是指两束光波在相遇区干涉相长与相消是光学干涉中的域产生相长干涉，导致光强增强域产生相消干涉，导致光强减弱重要现象，它们决定了干涉条纹或消失的形成和分布干涉条纹的形成当两束或多束光波在空间中相在波前叠加过程中，干涉相长干涉条纹的形状和分布取决于遇时，它们会相互叠加形成新和相消会导致光强分布不均匀，光波的波长、相位差和相遇方的波前形成明暗交替的干涉条纹式等因素03双缝干涉实验双缝干涉实验装置双缝装置双缝装置由两个相距一定距离的平光源行狭缝构成，用于产生两个相干光束选择单色光源，如激光，以产生相干光屏幕放置在双缝装置后，用于观察干涉条纹双缝干涉实验现象干涉条纹在屏幕上出现明暗交替的干涉条纹，这是由于两束相干光波的相互加强和抵消条纹间距干涉条纹的间距与光源波长和双缝间距有关双缝干涉条纹分析干涉极大值和极小值在干涉条纹中，某些位置的强度是最大的（极大值），某些位置的强度是最小的（极小值）相干长度在双缝干涉实验中，相干长度是指光束通过双缝后能够发生干涉的最大距离04多光束干涉多光束干涉现象光的波动性多光束干涉原理干涉图样形成光在传播过程中表现出波当两束或多束相干光波在干涉图样由光波的振幅、动性质，具有干涉、衍射空间某一点叠加时，光波相位差和光波的传播方向等特性的振幅相加，形成干涉现等因素决定象多光束干涉装置分束器将一束光分成两束或多束相干光波，常用的分束器有棱镜、光栅和反射镜等反射镜用于改变光波的传播方向，使光波在空间相遇干涉仪多光束干涉实验中常用的干涉仪有迈克尔逊干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪等多光束干涉条纹分析干涉条纹类型01根据光波的相位差，干涉条纹可分为等间距条纹和非等间距条纹条纹可见度02条纹的可见度与光波的振幅和相位差有关，振幅越大、相位差越小，条纹可见度越高条纹分析方法03通过测量干涉条纹的位置、宽度和间距等参数，可以分析光波的波长、相位差和传播方向等信息05薄膜干涉薄膜干涉现象薄膜干涉是指光在薄膜上表面和下表面反射后相互干涉的现象当光入射到薄膜上时，会在上表面和下表面反射，形成两束反射光，这两束反射光之间会相互干涉，产生明暗相间的干涉条纹薄膜干涉现象是光学干涉的一种，具有非常重要的应用价值，如增透膜、反射膜、滤光片等光学器件的设计和制造都涉及到薄膜干涉的原理薄膜干涉装置薄膜干涉装置通常包括光源、分束器、反射镜、薄膜和观察屏等部分光源发出的光经过分束器分为两束相干光，分别照射到薄膜的上表面和下表面，反射后经过反射镜汇聚到观察屏上，形成干涉条纹薄膜的厚度、折射率以及入射光的波长等因素都会影响干涉条纹的形状和分布，因此可以通过调整这些参数来控制干涉现象薄膜干涉条纹分析薄膜干涉条纹的形状和分布可以通过数学公式进行描述和分析，如等厚干涉和等倾干涉等这些公式可以用来计算干涉条纹的间距、形状和对称性等特性，从而对薄膜的厚度、折射率以及入射光的波长等进行测量和评估通过对干涉条纹的分析，还可以进一步研究光的波动性和物质的光学性质，为光学器件的设计和制造提供理论支持和实践指导06干涉现象在现代光学中的应用高精度光学测量干涉仪利用干涉现象测量光学表面的形状、折射率、波长等参数，具有高精度和高灵敏度的特点干涉显微镜通过干涉现象观察微小物体的表面形貌，具有高分辨率和高对比度的优点干涉光谱技术利用干涉现象分析物质的光谱特性，可实现高精度和高分辨率的光谱测量光学信息处理傅里叶变换干涉成像利用干涉现象实现光学图像的傅里叶变换，可对图像进行频域分析和处理光学计算利用干涉现象进行光学计算，可实现快速和高精度的数值计算光学图像处理利用干涉现象对光学图像进行增强、滤波、去噪等处理，提高图像质量和视觉效果光学通信光纤干涉仪利用干涉现象实现光纤通信中的信号调制和解调，可提高通信系统的传输速率和稳定性空间光干涉通信利用干涉现象实现空间光通信，具有传输速率高、抗干扰能力强、保密性好等优点量子干涉通信利用量子干涉现象实现量子通信，可实现绝对安全的通信信道THANK YOU。